CN102147174A - 变频空调电子膨胀阀的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将空调的电子膨胀阀控制方法分成两部分，即初始开度控制和冷媒目标排出温度控制。空调在开始运行时电子膨胀阀已经处于一个初始化后的开度，有利于冷媒的流动，有效降低了冷媒的排出压力，并且从初始化后的开度向目标开度值运动，行程较从最小开度向目标开度值少，有效减少了运行的时间。而且空调运行后，电子膨胀阀会根据机器测出的室外空气温度、冷媒排出温度、压缩机的运行频率来调整节电子膨胀阀的开度，使电子膨胀阀的开度控制始终处于最合适的开度值，有效降低冷媒排出温度，降低了冷媒排出压力以及空调的负荷。

Description

变频空调电子膨胀阀的控制方法

技术领域：

本发明涉及一种变频空调器的运行控制方法，更详细的说是关于变频空调器运行时对电子膨胀阀开度值的控制方法。

背景技术：

一般，空调器在接收到使用者的指令后进行制冷循环或制热循环，在热的夏季进行制冷循环以使室内凉爽，在冷的冬季进行制热循环以使室内温暖，而且可以调节室内空气的湿度，让室内空气变得清爽。

这样，在由室内换热器、室外换热器、室内风机、室外风机、电子膨胀阀、连接管及控制器件组成的空调器在室内换热器作蒸发器功能时进行制冷循环，在室内换热器作冷凝器功能时进行制热循环。

空调器一般的制冷/制热循环运行简图如图1。

制冷循环的运行如下：首先，在压缩机1里对冷媒进行压缩，然后高温高压的冷媒进入室外换热器2，由室外风机2a对室外换热器2吹风给冷媒散热降温，经过电子膨胀阀4的节流后，汽液混和的冷媒进入室内换热器3，由室内风机3a对室内换热器3吹风促使冷媒吸热蒸发，从而带走室内空气中的热量，达到降低室内温度的目的。

制热循环的运行如下：首先，在压缩机1里对冷媒进行压缩，然后高温高压的冷媒进入室内换热器3，由室内风机3a对室内换热器3进行吹风散热，提高室内空气的温度，达到暖房的效果，而后降温后的冷媒经过电子膨胀阀4节流后，汽液混和的冷媒进入室外换热器2，由室外风机3a对室外换热器2吹风，使冷媒蒸发吸热，完成制热循环。

由此，电子膨胀阀4在制冷/制热循环中是室内换热器3与室外换热器2之间调节冷媒流量的元件。

在上述的制冷/制热循环中，电子膨胀阀4的开度控制方式如图2。

图2是在现有技术条件下的开度控制状态图。

如图1所示，变频空调接通电源后，压缩机1运行开始压缩冷媒，压缩后的冷媒在室外换热器2中散热降温后被送到电子膨胀阀4处，电子膨胀阀4控制开度值让冷媒以一定的量供给到室内换热器3里。

如图2所示，变频空调压缩机1在0-40秒内以25Hz的压缩机频率运行，与此同时被压缩机1压缩的冷媒到达电子膨胀阀4处，这时电子膨胀阀4以0.3×pb或者按36的脉冲[pulse]值来控制开度。

膨胀阀的开度值小的运行初期，根据压缩机1的运行频率供给的冷媒量比根据膨胀阀的开度值排出的冷媒量多，由此向电子膨胀阀处提供高温、高压的冷媒。所以压缩冷媒的压缩机压力相对上升，同时由于压缩机压力的上升，负荷也增加。

而且，压缩机运行40秒后，在40-100秒内以如下的运行频率运行。

[公式1]F12＝25+(Fb-25)×0.4；

压缩机1以上述运行频率运行，同时被压缩机1压缩的冷媒供给到电子膨胀阀4处。这时上述电子膨胀阀4的开度值比运行初期的开度值大。上述膨胀阀的开度值在40-100秒的时间里以0.7×pb的脉冲[pulse]运行。

而且，过了100秒，压缩机1的运行频率比前阶段上升不少，而且电子膨胀阀4的开度值也变大。压缩机1在100-160秒的时间内以如下的运行频率公式运行。

[公式2]F23＝25+(Fb-25)×0.74；

压缩机1以上述运行频率运行，与此同时被压缩机压缩的冷媒供给到电子膨胀阀4处，这时上述电子膨胀阀4的开度值比以前阶段开度值更大。上述电子膨胀阀4的开度值在100-160秒的时间里以0.9×pb的脉冲[pulse]运行。

而且如果过了160秒，压缩机1的运行频率比前阶段上升更多并达到标准频率，而且压缩机以标准频率继续运行，并且电子膨胀阀4的开度值比前阶段更大而达到标准开度值1.0×pb脉冲[pulse]。

最后以标准频率运行压缩机1的同时被压缩的冷媒流入电子膨胀阀4的时候，上述电子膨胀阀4的开度值由于达到标准开度值，所以能稳定的调节冷媒流量。

而且，电子膨胀阀4达到标准开度值后，各自测量室外排出管温度和室内换热器温度，并在10分钟时间里每1分钟调节一次膨胀阀的开度值。如果室外排出管温度值和室内换热器温度的温度差比已设定的温度差大，电子膨胀阀4的开度值从标准开度值上减少，如果室外排出管温度值和室内换热器温度的温度差比已设定的温度差小，电子膨胀阀4的开度值从标准开度值上增加以增加冷媒的流量。

上述电子膨胀阀4达到标准开度值后，各自测量室外排出管温度和室内换热器温度，并在10分钟时间里每1分钟调节一次标准开度值并判断产品稳定运行的话，如同上述标准开度值根据室外排出管温度和室内换热器温度的温度差再每4分钟调节一次。

但是运行初期，压缩机1的运行频率从最小的频率开度逐渐上升，最后用标准频率运行，压缩机1把冷媒供给到热交换器里，运行初期调节冷媒流量的电子膨胀阀4的开度值也是从最小开度值开始逐渐变大，因此有如下问题。

在空调的运行初期被压缩机1压缩的冷媒通过排出管排出的时候，由于电子膨胀阀的开度值小，所以冷媒的排出压力增大，其结果增加产品的负荷。因此可能发生产品的零部件损坏及产品停止运行的现象。而且在空调器运行时，由于电子膨胀阀处于标准状态下是根据室外排出温度与室内换热器温度的温度差来调节电子膨胀阀的开度值，在某些情况(比如缺少冷媒)下会造成判断失误，不能及时可靠的调节。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种变频空调电子膨胀阀的控制方法，控制电子膨胀阀的开度值，使其从空调器开始运行时、压缩机从最小频率直到达到稳定运行的过程中，一直处于合理的开度值。可以降低空调运行初期的冷媒排出压力，并且有助于压缩机运行频率快速达到稳定运行频率，缩短系统调整的时间。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

1、变频空调电子膨胀阀的控制方法，按如下步骤进行：

A、接通电源，将电子膨胀阀向最小开度方向动作全行程，并以此时的开度为“零”，作为所有控制电子膨胀阀开度值的基准，然后在此“零”的基础上把电子膨胀阀的开度调整到中间开度值pm；

B、在压缩机开始压缩冷媒时，根据使用者的指令与当前测出的室内空气温度、室外空气温度、室内换热器温度、室外换热器温度进行运算，得出压缩机运行的目标频率Fa；

C、根据所述压缩机目标频率Fa分别计算冷媒目标排出温度Tdc、计算电子膨胀阀的目标开度值pa、并每t1秒检测冷媒排出温度Tdm；

D、判断冷媒目标排出温度Tdc是否低于冷媒排出温度Tdm，若是则进入步骤G；若否则根据所述压缩机目标频率Fa计算电子膨胀阀的目标开度值pa；

E、根据每t1秒检测出的冷媒排出温度Tdm判断：实测最高温度值与最低温度值的差值是否小于ΔT℃，若是则进入步骤G；若否则根据所述压缩机目标频率Fa计算电子膨胀阀的目标开度值pa；

F、若电子膨胀阀按步骤D或E所述的目标开度值pa运行则进入步骤G；

G、进入冷媒目标排出温度控制。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

空调在开始运行时电子膨胀阀已经处于一个初始化后的开度，有利于冷媒的流动，有效降低了冷媒的排出压力，并且从初始化后的开度向目标开度值运动，行程较从最小开度向目标开度值少，有效减少了运行的时间。而且空调运行后，电子膨胀阀会根据机器测出的室外空气温度、冷媒排出温度、压缩机的运行频率来调整节电子膨胀阀的开度，使电子膨胀阀的开度控制始终处于最合适的开度值，有效降低冷媒排出温度，降低了冷媒排出压力以及空调的负荷。

附图说明：

图1是一般空调器的制冷/制热循环图；图2是根据现有技术的变频空调电子膨胀阀开度值控制状态图；图3是根据本发明的变频空调电子膨胀阀开度值控制流程图。

图中标号：1压缩机，2室外换热器，2a室外风机，3室内换热器，3a室内风机，4电子膨胀阀，F12、F23运行频率，Fb标准频率，pb标准开度值，pa目标开度值，ps实际开度值，pm中间开度值，Fa目标频率。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

实施例：结合图3，如果变频空调接通电源，则在接通电源的同时完成对电子膨胀阀的初始化动作，将电子膨胀阀的开度值从当前开度值向最小开度值方向动作最大脉冲数值，并以此时的开度为“零”，作为所有控制电子膨胀阀的数值基准，然后在此“零”的基础上把电子膨胀阀的开度值调整为中间开度值pm。

在使用者开始使用空调时，变频空调开始运行，空调控制器接收到使用者的指令，按照指令的要求来确定空调的运行状态，压缩机开始运行。

在压缩机开始压缩冷媒时，控制器会将使用者的指令与当前测出的室内空气温度、室外空气温度、室内换热器温度、室外换热器温度进行运算，得出压缩机运行的目标频率Fa，再将压缩机的目标频率Fa代入公式3：

[公式3]pa＝APCONS*×Fa+BPCONS*×To+DPCONS*；

其中pa为电子膨胀阀的初期目标开度值，To为室外空气温度，

APCONS*、BPCONS*、DPCONS*为公式常数，制冷模式下分别为：

APCONSC、BPCONSC、DPCONSC；制热模式下分别为：APCONSH、BPCONSH、DPCONSH。

得出了电子膨胀阀的初期目标开度值pa，控制器控制电子膨胀阀的实际开度值ps按照初始开度控制的要求运行，在动态的调整中达到目标开度值pa。

在初期脉冲控制中，冷媒排出温度Tdm检测和冷媒目标排出温度Tdc的计算(见公式4)，每隔t1秒进行一次。如果n次检测出的冷媒排出温度Tdm差在ΔT范围内即Tmax-Tmin＜ΔT(Tmax是最新n次数据中的最大值，Tmin是最新n次数据中的最小值)或者检测出的冷媒排出温度Tdm比计算出来的冷媒目标排出温度Tdc高时，则初期脉冲控制结束，进入冷媒目标排出温度温度控制中。

[公式4]Tdc＝CTDA*×Tc+CTDB*×Te+CTDC*Fs+CTDD*；

其中，Tdc为冷媒目标排出温度，Tc是室外换热器温度，Te是室内换热器温度，

CTDA*、CTDB*、CTDC*、CTDD*是公式常数，制冷模式下分别是CTDAC、CTDBC、CTDCC、CTDDC；制热模式下分别是CTDAH、CTDBH、CTDCH、CTDDH。

进入冷媒目标排出温度控制后，电子膨胀阀的开度控制是按照冷媒排出温度Tdm与冷媒目标排出温度Tdc的差值Tdd，按照如下表1进行调整。

Tdd＝Tdm-Tdc

p1、p2、p3是膨胀阀开度调整值，ps是实际开度值。

表1

Tdd	电子膨胀阀开度调整
		Tdd≤-TDD1	ps-p1
-TDD1＜Tdd≤-TDD2	ps-p2
		-TDD2＜Tdd≤-TDD3	ps-p3
-TDD3＜Tdd≤+TDD3	ps
		+TDD3＜Tdd≤+TDD2	ps+p3
+TDD2＜Tdd≤+TDD1	ps+p2
		Tdd＞+TDD1	ps+p1

下面是根据本发明的变频空调电子膨胀阀运行控制的实例：

变频空调接通电源，则在接通电源的同时完成对电子膨胀阀的初始化动作，将电子膨胀阀的开度值从当前开度值向最小开度值方向动作最大脉冲数值，并以此时的开度为“零”，作为所有控制电子膨胀阀的数值基准。然后在此“零”的基础上把电子膨胀阀的开度值定为中间开度值250脉冲[pulse]。

在使用者开始使用空调时，变频空调开始运行，空调控制器接收到使用者的指令，按照指令的要求来确定空调的运行状态：制冷模式，压缩机开始运行。

在压缩机开始压缩冷媒时，控制器会将使用者的指令与当前测出的室内空气温度、室外空气温度、室内换热器温度、室外换热器温度进行运算，得出压缩机运行的目标频率Fa＝64Hz，再将压缩机的目标频率Fa代入公式3：

[公式3]pa＝1.9×64+0.034×35+15＝138；

其中pa为电子膨胀阀的目标开度值，To＝35为室外空气温度，

APCONS*、BPCONS*、DPCONS*为公式常数，制冷模式下分别为：

APCONSC＝1.9、BPCONSC＝0.034、DPCONSC＝15；

得出了电子膨胀阀的初期目标开度值pa＝138pulse，控制器控制电子膨胀阀的开度按照初始开度控制的要求运行，在动态的调整中达到目标开度值pa。

在初期脉冲控制中，冷媒排出温度Tdm检测和冷媒目标排出温度Tdc计算(见公式4)，每隔t1＝3秒进行一次。如果n＝3次检测出的冷媒排出温度差在ΔT＝2℃范围内即Tmax-Tmin＜2℃(Tmax是最新n次数据中的最大值，Tmin是最新n次数据中的最小值)或者检测出的冷媒排出温度Tdm比计算出来的冷媒目标排出温度Tdc高时，则初期脉冲控制结束，进入冷媒目标排出温度温度控制中。

[公式4]Tdc＝1.38×50+(-0.48)×14+0.1×64+7.4＝76.1；

其中，Tdc为目标冷媒排出温度，Tc＝50是室外换热器温度，Te＝14是室内换热器温度CTDA*、CTDB*、CTDC*、CTDD*是公式常数，制冷模式下分别是CTDAC＝1.38、CTDBC＝-0.48、CTDCC＝0.1、CTDDC＝7.4。

电子膨胀阀的开度控制是按照实际冷媒排出温度Tdm与冷媒目标排出温度Tdc的差值Tdd，按照如下表1进行调整。

Tdd＝Tdm-Tdc

p1＝8  p2＝4  p3＝2

Tdd	电子膨胀阀开度调整
		Tdd≤-10	ps-8pulse
-10＜Tdd≤-4	ps-4pulse
		-4＜Tdd≤-1	ps-2pulse
-1＜Tdd≤+1	ps
		+1＜Tdd≤+4	ps+2pulse
+4＜Tdd≤+10	ps+4pulse
		Tdd＞+10	ps+8pulse

本发明的权利要求并没有只限定在上述说明的实例中，而以记载的请求范围来定义。并且事先声明具备通常知识的普通技术者在本发明的范围内能有多样的变化和改进。

Claims (1)

1.变频空调电子膨胀阀的控制方法，其特征是按如下步骤进行：

A、接通电源，将电子膨胀阀向最小开度方向动作全行程，并以此时的开度为“零”，作为所有控制电子膨胀阀开度值的基准，然后在此“零”的基础上把电子膨胀阀的开度调整到中间开度值pm；

B、在压缩机开始压缩冷媒时，根据使用者的指令与当前测出的室内空气温度、室外空气温度、室内换热器温度、室外换热器温度进行运算，得出压缩机运行的目标频率Fa；

C、根据所述压缩机目标频率Fa分别计算冷媒目标排出温度Tdc、计算电子膨胀阀的目标开度值pa、并每t1秒检测冷媒排出温度Tdm；

D、判断冷媒目标排出温度Tdc是否低于冷媒排出温度Tdm，若是则进入步骤G；若否则根据所述压缩机目标频率Fa计算电子膨胀阀的目标开度值pa；

E、根据每t1秒检测出的冷媒排出温度Tdm判断：实测最高温度值与最低温度值的差值是否小于ΔT℃，若是则进入步骤G；若否则根据所述压缩机目标频率Fa计算电子膨胀阀的目标开度值pa；

F、若电子膨胀阀按步骤D或E所述的目标开度值pa运行则进入步骤G；

G、进入冷媒目标排出温度控制。

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