CN102419041A - 变频空调器节流开度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变频空调器节流开度控制方法，包括以下步骤：S1)电子膨胀阀以P0开度待机；S2)根据压缩机频率值确定所在频率段Fn和对应的初始目标开度Pn，将电子膨胀阀开度调整为Pn；若压缩机频率升高，则将电子膨胀阀开度调整为实时频率对应的初始目标开度，若压缩机频率下降，则延时60秒后将电子膨胀阀开度调整为实时频率对应的初始目标开度；S3)在以Pn开度运行t分钟后，每隔m秒修正电子膨胀阀开度。本发明确保制冷系统在各种频率下、各种工况下运行都能达到最佳效率。
Description
技术领域
本发明涉及变频空调器技术领域，更具体地说是涉及一种变频空调器节流开度控制方法。
背景技术
在变频空调器制冷系统中，节流部件是必不可少的部件。相对于传统的毛细管，电子膨胀阀具有流量调节精度高，调节范围大等优势，能满足各种不同工况下的流量要求，特别是在变频空调系统中，可以随着频率的变化而控制冷媒的流量，在变频空调低频率，可以获得更高的能力和能效，因此电子膨胀阀被广泛地应用在变频空调中。
在变频空调系统中，现有的电子膨胀阀控制方法大都采用压缩机吸气温度与蒸发器温度的差值来进行吸气过热度控制，过热度高就增大电子膨胀阀开度以增加冷媒流量，过热度过低则减小电子膨胀阀开度以减少冷媒流量。这种控制在变频空调器上存在以下缺陷：
首先，变频空调器压缩机可以在10Hz左右的低频运行，也可以在100Hz以上的高频运行，这么宽的运行范围下，过热度存在较大差异。
其次，无论是室外换热器或者室内侧换热器，其流路一般都不会是一进一出的，只要是多流路的换热器，在宽频率范围运行时不可避免会发生分配不均问题，而温度采样只采样其中一个流路，显然当冷媒流量分配不均时，得到的过热度就体现不出空调系统的真实情况，电子膨胀阀的开度控制就会偏离，甚至出现越调越乱，导致系统能效降低异常保护。
还有变频空调器的室内外机相距少则3-4米，多则20-30米甚至更远，吸气温度采样在室外侧，制冷时蒸发侧温度采样在室内侧，这么长的连接管受外界温度影响也会使过热度的采样产生较大偏差，使电子膨胀阀开度控制产生偏差。
显然，目前的单纯依靠过热度来控制电子膨胀阀开度的控制方法不是变频空调器控制流量最佳的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供一种根据压缩机运行频率的大小、结合系统过热度精准调整变频空调器电子膨胀阀开度的控制方法，有效保证电子膨胀阀可靠运行，且在压缩机全频率范围内都可以精准控制。
本发明采用的技术方案是：一种变频空调器节流开度控制方法，包括以下步骤：
S1)在系统上电或压缩机停止运行后，电子膨胀阀以P0开度待机；
S2)压缩机运行启动后，根据压缩机频率值确定所在频率段Fn和对应的初始目标开度Pn，将电子膨胀阀开度调整为Pn；若压缩机频率升高，则将电子膨胀阀开度调整为实时频率对应的初始目标开度，若压缩机频率下降，则延时60秒后将电子膨胀阀开度调整为实时频率对应的初始目标开度；
S3)在以Pn开度运行t分钟后，每隔m秒修正电子膨胀阀开度，检测系统过热度A并与设定的过热度上限值T2、下限值T1比较，若T1＜A≤T2，维持开度不变，若A≤T1，则减小电子膨胀阀的开度，若A＞T2，则调大电子膨胀阀的开度，且累计修正幅度不超过25P，其中，P为单位开度。
过热度A＝Tx-Ty，Tx是吸气温度传感器采样的温度值，制冷运行时为Ty取自第二换热器温度传感器11的采样温度值，在制热运行时，Ty取自第一换热器温度传感器的采样温度值。
当T1-1＜A≤T1，电子膨胀阀的开度减小3P。
当T1-3＜A≤T1-1，电子膨胀阀的开度减小5P。
当A≤T1-3，电子膨胀阀的开度减小10P。
当T2+2≥A＞T2，电子膨胀阀的开度增大3P。
当T2+3≥A＞T2+2，电子膨胀阀的开度增大6P。
当A＞T2+3，电子膨胀阀的开度增大12P。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明应用在变频空调器上，可以为变频机在最低频至最高频全频率段范围内提供电子膨胀阀精确控制，避免因种种原因产生的过热度偏差而导致控制紊乱，确保制冷系统在各种频率下，各种工况下运行都能达到最佳效率。
附图说明
图1是本发明的变频空调器制冷系统结构示意图。
具体实施方式
图1中，各标号表示如下：
1、压缩机，2、四通阀，31、室外换热器第一流路，32、室外换热器第二流路，41、室内换热器第一流路，42、室内换热器第二流路，5、第一分流器，6、第二分流器，7、电子膨胀阀，8、第一换热器温度传感器，9、排气温度传感器，10、吸气温度传感器，11、第二换热器温度传感器，12、室外机风扇，13、室内机风扇。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
制冷运行时，压缩机1排出高温高压气体经由四通阀2进入室外换热器第一流路31和第二流路32流路进行冷凝，冷凝后再经过电子膨胀阀8节流控制，节流后的气液混合制冷剂通过第一分流器5分成室内换热器第一流路41和室内换热器第二流路42进行蒸发，蒸发后的低温气态制冷剂再流经四通阀2由压缩机1的吸气侧吸入压缩机完成一次制冷循环。
制热运行时，冷媒在四通阀里换向，先在室内换热器(室内换热器第一流路41和第二流路42)进行冷凝，然后经电子膨胀阀7节流，再经过第二分流器6进入室外侧换热器(室外换热器第一流路31和第二流路32)进行蒸发，最后再经四通阀进入压缩机吸气侧，完成热泵运行的制热系统循环。在室外换热器和室内换热器分别设有室外机风扇12和室内机风扇13。在压缩机的进、出口侧分别设置排气温度传感器9和吸气温度传感器10，在室外换热器的盘管壁上设有第一换热器温度传感器8，在室内换热器的盘管壁上设有第二换热器温度传感器11。
电子膨胀阀的控制由一个四相八拍的步进电机来驱动，实施例的电子膨胀阀从全闭到全开状态共500步，全开开度为500P，P为开度单位。其流量在一定范围内近似线性变化。电子膨胀阀电机的驱动信号由单片机提供。
首先将变频空调器运行的频率由低到高分成n个区域，用F1-Fn表示，每个区域包括一段频率值，例如F1可包含10Hz-20Hz，F2对应21-30Hz，然后根据频率区域的不同确定电子膨胀阀的初始开度，分别用P1-Pn表示。即当频率运行于F1区域时，电子膨胀阀初始目标开度就为P1，运行频率为Fn，初始目标开度就为Pn。频率范围与膨胀阀目标开度对应关系参见表1，举例说明如下(表中同为Pn开度，制冷与制热运行时的具体值不一定相同)：
表1
变频空调上电时：电子膨胀阀先进行初始化动作，膨胀阀关闭500P以便电子膨胀阀复位，停止2秒后再回转到P0开度待机。
压缩机关闭时：压缩机关闭后(化霜过程除外)，膨胀阀开500P到最大位置保持60秒平衡电子膨胀阀两侧系统压力，再关闭到P0等待下次启动。
压缩机运行后：电子膨胀阀开度跟随频率调整，首先根据当前压缩机运行频率值Fn对应的电子膨胀阀开度打开到初始目标开度Pn。开机运行t分钟，系统稳定后，电子膨胀阀开度由吸气过热度进行调整，以控制过热度在预先由单片机设定的范围(T1～T2)内。过热度值A＝Tx-Ty，Tx是吸气温度传感器10采样的温度值，制冷运行时为Ty取第二换热器温度传感器11的采样温度值，在制热运行时，Ty取第一换热器温度传感器8的采样温度值。过热度每30秒重新采样调整一次，每次调整后的开度为Ps＝Pm+S，其中Ps为实时开度，Pm为上次开度，S为修正值，修正值由单片机根据当前过热度A与单片机给定的过热度范围(T1～T2)进行比较得出，具体按表2：
表2
过热度控制时，当压缩机频率在某一范围内时，每30秒调整一次电子膨胀阀的开度，且累计调整幅度不超过±25P，有效防止纯粹过热度控制时的紊乱。当压缩机频率发生变化时，若频率上升，电子膨胀阀立即随频率调整到初始目标开度，若频率下降时，膨胀阀延时60秒后调整，以便系统稳定。
热泵运行化霜时，因室内外风机停止运行，过热度基本失去意义，所以不进行过热度控制，化霜状态下，固定电子膨胀阀开度到400P。
通过对电子膨胀阀的上述控制，变频空调器就可以得到精准的流量控制，充分发挥变频系统的优越性能。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围内。
Claims (8)
1.一种变频空调器节流开度控制方法，其特征在于包括以下步骤：
S1)在系统上电或压缩机停止运行后，电子膨胀阀以P0开度待机；
S2)压缩机运行启动后，根据压缩机频率值确定所在频率段Fn和对应的初始目标开度Pn，将电子膨胀阀开度调整为Pn；若压缩机频率升高，则将电子膨胀阀开度调整为实时频率对应的初始目标开度，若压缩机频率下降，则延时60秒后将电子膨胀阀开度调整为实时频率对应的初始目标开度；
S3)在以Pn开度运行t分钟后，每隔m秒修正电子膨胀阀开度，检测系统过热度A并与设定的过热度上限值T2、下限值T1比较，若T1＜A≤T2，维持开度不变，若A≤T1，则减小电子膨胀阀的开度，若A＞T2，则调大电子膨胀阀的开度，且累计修正幅度不超过25P，其中，P为单位开度。
2.根据权利要求1所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：过热度A＝Tx-Ty，Tx是吸气温度传感器采样的温度值，制冷运行时为Ty取自第二换热器温度传感器11的采样温度值，在制热运行时，Ty取自第一换热器温度传感器的采样温度值。
3.根据权利要求2所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：当T1-1＜A≤T1，电子膨胀阀的开度减小3P。
4.根据权利要求2所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：当T1-3＜A≤T1-1，电子膨胀阀的开度减小5P。
5.根据权利要求2所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：当A≤T1-3，电子膨胀阀的开度减小10P。
6.根据权利要求2所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：当T2+2≥A＞T2，电子膨胀阀的开度增大3P。
7.根据权利要求2所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：当T2+3≥A＞T2+2，电子膨胀阀的开度增大6P。
8.根据权利要求2所述的变频空调器节流开度控制方法，其特征在于：当A＞T2+3，电子膨胀阀的开度增大12P。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120418 |