CN104110768A - 空调器电子膨胀阀控制方法及控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于空调器控制领域，提供了一种空调器电子膨胀阀控制方法及控制电路，所述方法包括：根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；确定回气过热度目标初始值；并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。本发明以压缩机回气过热度控制为基础，综合了压缩机回气过热度和压缩机排气温度双重因素，提供了一种效果最佳的控制方案，达到节能目的。
Description
技术领域
本发明属于空调器控制技术领域，尤其涉及一种空调器电子膨胀阀控制方法及控制电路。
背景技术
变频空调系统的压缩机运行频率可以根据室温的变换进行自动调节，以达到最小温度波动、最佳舒适性和最佳节能的效果。当压缩机运行频率调整时，空调系统的循环回路冷媒流量也随之变化，这时就需要同步调节电子膨胀阀开度，实现最佳能效控制。
目前空调系统的电子膨胀阀的最常用控制方法包括压缩机回气过热度控制法和压缩机排气目标温度控制法。但是，这两种方法都存在一定的缺点以及控制盲区。例如，当压缩机排气温度很高时，压缩机回气过热度控制法无法实现系统最佳能效；而在结霜非稳态过程中，压缩机排气目标温度控制发也无法实现最佳能效控制；同时在室内风速和/或室外风速改变时，压缩机排气目标温度控制方无法快速响应，也无法实现最佳能效控制，需要等待较长一段时间后才能达到最佳能效控制。
综上所述，如何结合变频空调系统压缩机回气过热度控制法和排气目标温度控制法的优缺点，设计一种新型的空调系统电子膨胀阀控制方法，克服现有控制方法的缺点和盲区，实现所有状态下的节能效果，是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种空调器电子膨胀阀控制方法及控制电路，旨在解决现有电子膨胀阀控制方法存在一定控制盲区，无法在全状态下都能到达很好的节能效果的技术问题。
一方面，所述空调器电子膨胀阀控制方法包括：
根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；
根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；
根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
另一方面，所述空调器电子膨胀阀控制电路包括：
回气过热度修正值确定模块，用于根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；
电子膨胀阀修正量调整时间确定模块，用于根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；
电子膨胀阀开度调整模块，用根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
本发明的有益效果是：本发明通过压缩机排气温度修正回气过热度目标值，进一步计算当前回气过热度偏差，并且结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间，然后对应调整电子膨胀阀的开度，本发明技术方案以压缩机回气过热度控制为基础，同时利用压缩机排气温度修正回气过热度目标值，综合了压缩机回气过热度和压缩机排气温度双重因素，提供了一种效果最佳的控制方案，可以克服现有控制方法的缺点和不足，实现电子膨胀阀快速响应，实现最佳能效控制效果，达到节能目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制方法的一种流程图；
图2是图1中步骤S1的一种实现流程图；
图3是压缩机运行频率与目标排气温度的关系曲线图；
图4是图1中步骤S2的一种实现流程图；
图5是本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制方法的另一种流程图；
图6是本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制电路的一种结构图；
图7是本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制电路的另一种结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制方法的一种流程，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：
本实施提供的空调器电子膨胀阀控制方法包括：
步骤S1、根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值。
具体实现时，参照图2，所述步骤S1包括：
步骤S101、根据压缩机运行频率与目标排气温度的关系曲线获取目标排气温度Td0。
作为一种实施方式，所述压缩机运行频率与目标排气温度的关系曲线如图3所示，在获取到压缩的运行频率后，查询图3，即可获取对应的目标排气温度，本实施例中，所述目标排气温度在一定范围内取值，比如如图3所示线，当压缩机运行频率小于10Hz时，目标排气温度为45℃，当压缩机运行频率大于95Hz时，目标排气温度为95℃，在压缩机运行频率在10Hz～95Hz之间时，目标排气温度线性递增，需要说明的是，图3所示的曲线只是一种实例列举，实际应用中不局限于所示曲线。
步骤S102、获取压缩机排气温度传感器上传的压缩机实际排气温度Td。
空调压缩机排气孔出设置有排气温度传感器，通过所述排气温度传感器即可获取压缩机的实际排气温度Td。
步骤S103、根据目标排气温度Td0和实际排气温度Td的关系确定回气过热度修正值△TSH0，当Td≥Td0时△TSH0自减一预设温度，当Td<Td0时△TSH0自增一预设温度。
本步骤中可以这样设定，△TSH0初始值为0，当Td≥Td0时回气过热度修正值△TSH0自减一预设温度，当Td<Td0时气过热度修正值△TSH0自增一预设温度，作为一种实现方式，所述预设温度取1℃。
优选的，所述回气过热度修正值△TSH0具有一预设的修正值范围，比如[-6,4]，当△TSH0小于所述修正值范围的下限值时，即△TSH0<-6℃，将△TSH0修正为修正值范围的下限值，即修正△TSH0=-6℃，当△TSH0大于所述修正值范围的上限值时，即△TSH0<4℃，将△TSH0修正为修正值范围的上限值，即修正△TSH0=4℃。本优选方式将回气过热度修正值限定在预设的修正值范围内，避免由于意外故障使得回气过热度修正值过大或过小，反而达不到节能控制目的。
步骤S2、根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间。
具体实现时，参照图4，所述步骤S2具体包括：
步骤S201、根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值TSH0。
回气过热度目标初始值通常与空调器的运行模式、压缩机运行频率、空调器运行工况（温度条件）等条件相关，本步骤中，为了方便计算，通过空调器的运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值TSH0，具体体实现可以用表格的形式，也可以用压缩机运行频率的一次函数表示，作为一种实例，可参照下表1确定回气过热度目标初始值TSH0。
表1
本实施例中，所述空调器的当前运行模式包括制冷模式、制热模式、抽湿模式等，本步骤中根据当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值TSH0。
步骤S202、计算补偿后的回气过热度目标值TSH0’=TSH0+△TSH0；
步骤S203、计算当前回气过热度TSH，并结合所述回气过热度目标值TSH0’计算当前的回气过热度偏差SH=TSH-TSH0’，同时获取当前回气过热度偏差与先前一次计算得的回气过热度偏差的变化量△SH。
本实施例中，所述计算前回气过热度TSH方法如下，
制热模式时：TSH=TS-T3；
制冷、抽湿模式时：TSH=TS-T2；
其中，TS为压缩机回气温度值，T3为室外冷凝器温度值，T2为室内蒸发器温度值。
回气过热度偏差的变化量△SH为当前回气过热度偏差减去先前一次回气过热度偏差。
步骤S204、根据所述回气过热度偏差SH和回气过热度偏差变化量△SH确定电子膨胀阀修正量△PMVsh以及调整时间△TIME。
作为一种实现方式，所述△PMVsh和△TIME根据下表2查询得到，特别需要说明的是，下表2只是根据实际情况测得的电子膨胀阀修正量和调整时间，对于不同空调器的性能，可以对下表2做适应性修改。列表如下：
表2
步骤S3、根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
当确定了△PMVsh后，计算电子膨胀阀的目标开度PMVsh=PMVtdnow+△PMVsh，其中PMVtdnow为电子膨胀阀的当前开度，然后调整电子膨胀阀的开度至所述目标开度PMVsh，并在所述调整时间△TIME内维持电子膨胀阀的开度不变，然后进入下一轮计算控制。实际控制中，在进入下一轮计算控制之前（即在所述△TIME时间内），所述计算电子膨胀阀的目标开度所需的各个中间计算变量均保持不变，比如回气过热度修正值△TSH0、回气过热度目标初始值TSH0、当前回气过热度TSH、回气过热度偏差SH、回气过热度偏差变化量△SH等，这些中间计算变量在△TIME内不变，经过△TIME时间之后才开始下一轮计算控制。
优选的，具体实现时，所述步骤S3包括：
计算电子膨胀阀的目标开度PMVsh=PMVtdnow+△PMVsh，其中PMVtdnow为电子膨胀阀的当前开度；
所述电子膨胀阀的目标开度PMVsh具有一预设的开度范围，当PMVsh小于所述开度范围的下限值时，将PMVsh修正为所述开度范围的下限值，当PMVsh大于所述开度范围的上限值时，将PMVsh修正为所述开度范围的上限值，
将电子膨胀阀的开度调整至PMVsh，并在所述调整时间△TIME内维持电子膨胀阀的开度不变。
由于电子膨胀阀的开度不可能是无限大，因此本优选实施方式将电子膨胀阀的目标开度PMVsh限定在一预设的开度范围，保证了电子膨胀阀的目标开度始终在一个合适的范围内，比如[60，500]，当计算得的电子膨胀阀的目标开度PMVsh小于60，则将PMVsh修正为60，当计算得的电子膨胀阀的目标开度PMVsh大于500，则将将PMVsh修正为500，最后将电子膨胀阀的开度调整至PMVsh，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
图5示出了本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制方法的另一种流程，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：
本实施提供的空调器电子膨胀阀控制方法包括：
步骤S0、空调器进入预期运行模式后，初始化电子膨胀阀的开度并保持一段时间。
所述预期运行模式包括制冷模式、制热模式和抽湿模式，只有当空调处于这些运行模式时，才进行本实施例提供的电子膨胀阀的开度控制。当空调进入预期运行模式后，初始化电子膨胀阀的开度PMV0并保持一段时间TIME0。作为具体实现方式，所述PMV0、TIME0取值可参照下表3：
| 运行模式 | PMV0开度 | TIME0时间 |
| 制冷 | 160步 | 120秒 |
| 除湿 | 160步 | 120秒 |
| 制热 | 130步 | 120秒 |
表3
所述空调进入预期运行模式的具体情况可以包括：当用户开启空调器后，空调器自动进入预期工作模式，或者当用户通过遥控器改变空调器的运行模式，也可以为当空调器发生了意外情况时，复位重启进入预期运行模式。
步骤S1、根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；
步骤S2、确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；
步骤S3、根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
上述步骤S1-S3与上述实施例相同，此处不再赘述。
优选的，本实施提供的空调器电子膨胀阀控制方法还包括：
步骤S4、获取空调器的当前运行模式，当所述空调器的运行模式并未改变时返回步骤S1，当所述空调器的运行模式改变但仍属于预期运行模式时，返回步骤S0，当所述空调器的运行模改变且不属于预期运行模式时，复位所述电子膨胀阀，结束控制。
为了便于在附图中描述，具体实现时，所述步骤S401包括：
步骤S401、获取空调器的当前运行模式；
步骤S402、判断所述空调器的运行模式是否改变，当所述运行模式没改变时返回步骤S1；
步骤S403、当所述运行模式改变时判断所述运行模式是否属于所述预期运行模式，当属于所述预期运行模式时，返回步骤S0；
步骤S404、当所述运行模式不属于预期运行模式时，复位所述电子膨胀阀，结束控制。
本实施例在的前述实施例基础上增加了步骤S0，进一步增加了步骤S4，本实施例考虑到空调器的实际的运行模式，并作出相应控制，提供了一种更完整的电子膨胀阀控制方案。
图6示出了本发明实施例提供的空调器电子膨胀阀控制电路的一种结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：
本实施提供的空调器电子膨胀阀控制电路包括：
回气过热度修正值确定模块601，用于根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；
电子膨胀阀修正量调整时间确定模块602，用于确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；
电子膨胀阀开度调整模块603，用根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
优选的，所述回气过热度修正值确定模块601具体包括：
目标排气温度获取单元，用于根据压缩机运行频率与目标排气温度的关系曲线获取目标排气温度Td0；
实际排气温度获取单元，用于获取压缩机排气温度传感器上传的压缩机实际排气温度Td；
定回气过热度修正值确定单元，用于根据目标排气温度Td0和实际排气温度Td的关系确定回气过热度修正值△TSH0，当Td≥Td0时△TSH0自减一预设温度，当Td<Td0时△TSH0自增一预设温度。
优选的，所述回气过热度修正值△TSH0具有一预设的修正值范围，当△TSH0小于所述修正值范围的下限值时，将△TSH0修正为所述修正值范围的下限值，当△TSH0大于所述修正值范围的上限值时，将△TSH0修正为所述修正值范围的上限值。
优选的，电子膨胀阀修正量调整时间确定模块602具体包括：
回气过热度目标初始值确定单元，用于根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值TSH0；
回气过热度目标值计算单元，用于计算补偿后的回气过热度目标值TSH0’=TSH0+△TSH0；
回气过热度偏差获取单元，用于计算当前回气过热度TSH，并结合所述回气过热度目标值TSH0’计算当前的回气过热度偏差SH=TSH-TSH0’，同时获取当前回气过热度偏差与先前一次计算得的回气过热度偏差的变化量△SH；
电子膨胀阀修正量调整时间确定单元，用于根据所述回气过热度偏差SH和回气过热度偏差变化量△SH确定电子膨胀阀修正量△PMVsh以及调整时间△TIME。
优选的，所述电子膨胀阀开度调整模块603具体包括：
目标开度计算单元，用于计算电子膨胀阀的目标开度PMVsh=PMVtdnow+△PMVsh，其中PMVtdnow为电子膨胀阀的当前开度；
开度修正单元，用于所述电子膨胀阀的目标开度PMVsh具有一预设的开度范围，当PMVsh小于所述开度范围的下限值时，将PMVsh修正为所述开度范围的下限值，当PMVsh大于所述开度范围的上限值时，将PMVsh修正为所述开度范围的上限值；
电子膨胀阀开度调整单元，用于将电子膨胀阀的开度调整至PMVsh，并在所述调整时间△TIME内维持电子膨胀阀的开度不变。
图7示出了空调器电子膨胀阀控制电路的另一种结构，再图6的基础上，所述空调器电子膨胀阀控制电路还包括：
电子膨胀阀初始化模块600，用于在空调器进入预期运行模式后，初始化电子膨胀阀的开度并保持一段时间。
优选的，所述控制电路还包括：
运行模式判断运行模块604，用于获取空调器的当前运行模式，当所述空调器的运行模式并未改变时运行所述回气过热度修正值确定模块601，当所述空调器的运行模式改变但仍属于预期运行模式时，运行所述电子膨胀阀初始化模块600，当所述空调器的运行模改变且不属于预期运行模式时，复位所述电子膨胀阀，结束控制。
综上，本发明提供的各个实施例及优选实施方式以压缩机回气过热度控制为基础，同时利用压缩机排气温度修正回气过热度目标值，综合了压缩机回气过热度和压缩机排气温度双重因素，提供了一种效果最佳的控制方案，可以克服现有控制方法的缺点和不足，实现电子膨胀阀快速响应，实现最佳能效控制效果，达到节能目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种空调器电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1、根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；
步骤S2、根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；
步骤S3、根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括：
步骤S0、空调器进入预期运行模式后，初始化电子膨胀阀的开度并保持一段时间。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，还包括：
步骤S4、获取空调器的当前运行模式，当所述空调器的运行模式并未改变时返回步骤S1，当所述空调器的运行模式改变但仍属于预期运行模式时，返回步骤S0，当所述空调器的运行模改变且不属于预期运行模式时，复位所述电子膨胀阀，结束控制。
4.如权利要求1-3任一项所述方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
根据压缩机运行频率与目标排气温度的关系曲线获取目标排气温度Td0；
获取压缩机排气温度传感器上传的压缩机实际排气温度Td；
根据目标排气温度Td0和实际排气温度Td的关系确定回气过热度修正值△TSH0，当Td≥Td0时△TSH0自减一预设温度，当Td<Td0时△TSH0自增一预设温度。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，所述回气过热度修正值△TSH0具有一预设的修正值范围，当△TSH0小于所述修正值范围的下限值时，将△TSH0修正为所述修正值范围的下限值，当△TSH0大于所述修正值范围的上限值时，将△TSH0修正为所述修正值范围的上限值。
6.如权利要求5所述方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值TSH0；
计算补偿后的回气过热度目标值TSH0’=TSH0+△TSH0；
计算当前回气过热度TSH，并结合所述回气过热度目标值TSH0’计算当前的回气过热度偏差SH=TSH-TSH0’，同时获取当前回气过热度偏差与先前一次计算得的回气过热度偏差的变化量△SH；
根据所述回气过热度偏差SH和回气过热度偏差变化量△SH确定电子膨胀阀修正量△PMVsh以及调整时间△TIME。
7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
计算电子膨胀阀的目标开度PMVsh=PMVtdnow+△PMVsh，其中PMVtdnow为电子膨胀阀的当前开度；
所述电子膨胀阀的目标开度PMVsh具有一预设的开度范围，当PMVsh小于所述开度范围的下限值时，将PMVsh修正为所述开度范围的下限值，当PMVsh大于所述开度范围的上限值时，将PMVsh修正为所述开度范围的上限值；
将电子膨胀阀的开度调整至PMVsh，并在所述调整时间△TIME内维持电子膨胀阀的开度不变。
8.一种空调器电子膨胀阀控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：
回气过热度修正值确定模块，用于根据压缩机运行频率获取目标排气温度以及检测压缩机实际排气温度，根据所述目标排气温度和实际排气温度确定回气过热度修正值；
电子膨胀阀修正量调整时间确定模块，用于根据空调器的当前运行模式和压缩机运行频率确定回气过热度目标初始值，并根据当前回气过热度、所述回气过热度修正值计算当前回气过热度偏差，并结合先前一次计算得的回气过热度偏差确定电子膨胀阀修正量以及调整时间；
电子膨胀阀开度调整模块，用根据所述电子膨胀阀修正量对应调整电子膨胀阀的开度，并在所述调整时间内维持电子膨胀阀的开度不变。
9.如权利要求8所述空调器电子膨胀阀控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
电子膨胀阀初始化模块，用于在空调器进入预期运行模式后，初始化电子膨胀阀的开度并保持一段时间。
10.如权利要求9所述空调器电子膨胀阀控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
运行模式判断运行模块，用于获取空调器的当前运行模式，当所述空调器的运行模式并未改变时运行所述回气过热度修正值确定模块，当所述空调器的运行模式改变但仍属于预期运行模式时，运行所述电子膨胀阀初始化模块，当所述空调器的运行模改变且不属于预期运行模式时，复位所述电子膨胀阀，结束控制。
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