CN105180537A - 基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，为：以电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值或该减少值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度比例关系，作为判断启动化霜动作的条件：当电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值达到或超过设定的差值K时，或电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，确认已满足启动化霜动作的必要或充分必要条件。本发明能更准确、更及时的判断蒸发器的结霜与否和结霜程度，从而准确、及时启动化霜动作，保证热泵系统的正常高效运行。

Description

基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制热泵系统化霜动作的方法。

背景技术

热泵型系统中，当蒸发器与空气进行换热，冷媒蒸发温度在0℃以下时，蒸发器上往往会结霜，随着结霜程度的加深，蒸发器的吸热量、系统的效率和COP会显著下降，所以必须及时化霜。

但结霜与否和结霜程度的准确判断是一件很困难的事，结霜的过程和程度与许多因素有关，如蒸发器周围的空气的环境温度、环境湿度、吹过蒸发器的风速等等。

现有的各种化霜控制方案，很难全面考虑各种因素对结霜现象的影响，导致不能准确高效的化霜。有的结霜已经很严重，热泵系统仍没启动化霜动作；而有的只有轻微结霜，甚至没有结霜，热泵系统就启动了化霜动作。

现有的各种化霜控制方案启动化霜的判定条件往往是以系统累计运行时间，蒸发器盘管温度与环境温度的差值这两个主要因素，但随着蒸发器周围温度、湿度、风速的改变，仅从上述两个参数很难准确的判定结霜与否和结霜的程度。因此会导致启动化霜动作不是太早就是太晚，影响了系统的正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于通过用蒸发器过热度控制电子膨胀阀的开度从而调节冷媒流量的热泵系统中、以准确控制化霜动作的化霜控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，在基于蒸发器过热度控制电子膨胀阀的开度从而调节冷媒流量的热泵系统中，用于控制化霜动作的启动，该方法为：以所述的电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值或该减少值与所述的电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例关系，作为判断启动化霜动作的条件：当所述的电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值达到或超过设定的差值K时；或所述的电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值与所述的电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，则确认为已满足启动所述的化霜动作的必要或充分必要条件。

优选的，除所述的电子膨胀阀的开度状态满足上述判断启动化霜动作的条件外，判断启动化霜动作的条件还包括：上一次所述的化霜动作结束开始计算的累计运行时间达到或超过设定的时间值Tih。

优选的，除所述的电子膨胀阀的开度状态满足上述判断启动化霜动作的条件外，判断启动化霜动作的条件还包括：所述的热泵系统中的蒸发器盘管的温度低于环境温度的数值达到或超过设定的数值Tre。

优选的，除所述的电子膨胀阀的开度状态满足上述判断启动化霜动作的条件外，判断启动化霜动作的条件还包括：所述的热泵系统的压缩机的排气温度低于设定的排气温度值。

优选的，在实验室中，测量出在未结霜的工况时，各种环境温度和所述的热泵系统中的压缩机的各种频率的组合下，所述的电子膨胀阀的开度，再测量出不同程度结霜的工况时，所述的电子膨胀阀的开度，从而得出规律数据，控制软件根据当前工况的相关数据并结合所述的规律数据来控制所述的化霜动作。

本发明的原理为：

在通过用蒸发器过热度控制电子膨胀阀的开度从而调节冷媒流量的热泵系统中，电子膨胀阀的开度会随蒸发器的吸热量、或冷媒蒸发量而自动调节。随着蒸发器上结霜的发生和结霜程度的加深，蒸发器的吸热量和冷媒的蒸发量会逐渐减少，电子膨胀阀的开度会随之自动不断减小。因此根据电子膨胀阀的开度，能间接准确的判定蒸发器结霜与否和结霜的程度，从而及时准确的启动化霜动作。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能更准确、更及时的判断蒸发器的结霜与否和结霜程度，从而准确、及时启动化霜动作，保证热泵系统的正常高效运行。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

在基于蒸发器过热度控制电子膨胀阀的开度从而调节冷媒流量的热泵系统中，包括有电子膨胀阀、蒸发器盘管及其温度传感器、蒸发器及其出气或压缩机回气温度传感器，此时可利用电子膨胀阀开度作为参数来判定系统是否需要启动化霜动作。即：一种用于控制化霜动作的启动的基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，为：以电子膨胀阀的开度作为判定是否结霜、结霜程度、何时启动化霜动作的条件，从而控制化霜动作。

具体的方案一：以电子膨胀阀的当前开度与相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的差值减小值或该减小值差值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例关系，作为判断启动化霜动作的条件：当电子膨胀阀的当前开度相比其与其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值差值达到或超过设定的差值K时，或电子膨胀阀的当前开度相比其与其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值差值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，则确认为已满足启动所述的化霜动作的必要或充分必要条件，此时可以启动化霜动作。

作为优选，还可以采用以下进一步的控制方法：

方案二：以上述电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值或该减小值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例关系与化霜动作的结束时间作为判断启动化霜动作必备的两个条件，当上一次化霜动作结束开始计算的热泵系统的累计运行时间达到或超过设定的时间值Tih，且电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值达到或超过设定的差值K，或电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，认定热泵系统已满足启动化霜动作的条件，热泵系统进入化霜程序。

方案三：以上述电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值或该减小值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例关系与热泵系统中的蒸发器盘管的温度作为判断启动化霜动作必备的两个条件，当热泵系统中的蒸发器盘管的温度低于环境温度的数值达到或超过设定的数值Tre，且电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值达到或超过设定的差值K，或电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，认定热泵系统已满足启动化霜动作的条件，热泵系统进入化霜程序。

方案四：以上述电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值或该减小值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例关系与热泵系统的压缩机的排气温度作为判断启动化霜动作必备的两个条件，当热泵系统的压缩机的排气温度低于设定的排气温度值，且电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的差值达到或超过设定的差值K时，或电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减小值与电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，认定热泵系统已满足启动化霜动作的条件，热泵系统进入化霜程序。

上述各方案在实施时，首先在实验室中，测量出在未结霜的工况时，各种环境温度和热泵系统中的压缩机的各种频率的组合下，电子膨胀阀的开度，再测量出不同程度结霜的工况时，电子膨胀阀的开度，从而得出规律数据，控制软件根据当前工况的相关数据并结合规律数据来控制化霜动作。非结霜正常运行条件时的电子膨胀阀的开度，仅是环境温度的函数，在每个不同的环境温度下，有不同的数值，通过实验测试获得，存于控制程序中。在变频热泵系统中，非结霜正常运行条件时的电子膨胀阀的开度，是环境温度和压缩机频率的函数，在各个不同的环境温度和压缩机频率的组合下，有不同的数值，通过实验测试获得，存于控制程序中。

上述各方案中的差值K、比例值L作为可调参数来设定，也可以是环境温度和压缩机频率的函数，以满足不同系统和工况的需求。

上述各个方案可以按需选择，例如：

实施例一：如热泵系统为定频冷库机组。冷库内的温度波动在±3℃以内，变化较小。采用优选方案一：如此环境条件的非结霜工况下电子膨胀阀的开度为250步，设定的阀开度差值K为80步，则当当前电子膨胀阀的开度小于170步时，热泵系统即启动化霜动作。

实施例二：如系统为定频空调，在冬季进行制热。采用优选方案三，环境温度为5℃，如从热泵系统程序中查得，如此环境条件的非结霜正常运行时的电子膨胀阀开度为180，设定的阀开度比例值L为25%，蒸发器盘管温度低于环境温度的盘管温度差值Tre为10℃。则当蒸发器盘管温度低于-5℃，同时当前阀开度小于135步，则热泵系统启动化霜动作。

实施例三：变频空气源热泵系统，在冬季运行。采用优选方案二，如设定的时间值Tih为60分钟，阀开度差值K为50。当环境温度为-5℃，运行频率为60HZ，如从系统程序中查得，此工况下的非结霜正常运行时的电子膨胀阀开度为200步，则当距上次化霜结束时间已到达或超过60分钟，同时当前电子膨胀阀的开度小于150步时，热泵系统即启动化霜动作。

在通过采用蒸发器过热度来控制电子膨胀阀的开度从而调节冷媒流量的系统中，电子膨胀阀的开度会随蒸发器的吸热量、或冷媒蒸发量而自动调节。随着蒸发器上结霜的发生和结霜程度的加深，蒸发器的吸热量和冷媒的蒸发量会逐渐减少，电子膨胀阀的开度会随之自动不断减小。因此根据电子膨胀阀的开度，能间接准确的反映出有没有结霜和结霜的程度。故而采用上述方案中的化霜控制方法，能够准确地对化霜动作进行控制。该方法的应用范围为包括：安装有电子膨胀阀的热泵型的空调、空气源热水机、制冷机组、冷库机组等蒸发器与空气交换热量的热泵系统。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，在基于蒸发器过热度控制电子膨胀阀的开度从而调节冷媒流量的热泵系统中，用于控制化霜动作的启动，其特征在于：该方法为：以所述的电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值或该减少值与所述的电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例关系，作为判断启动化霜动作的条件：当所述的电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值达到或超过设定的差值K时；或所述的电子膨胀阀的当前开度相比其在非结霜的正常运行条件时的开度的减少值与所述的电子膨胀阀在非结霜的正常运行条件时的开度的比例达到或超过设定的比例值L时，则确认为已满足启动所述的化霜动作的必要或充分必要条件。

2.根据权利要求1所述的基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，其特征在于：除所述的电子膨胀阀的开度状态满足权利要求1中所述的判断启动化霜动作的条件外，判断启动化霜动作的条件还包括：上一次所述的化霜动作结束开始计算的累计运行时间达到或超过设定的时间值Tih。

3.根据权利要求1所述的基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，其特征在于：除所述的电子膨胀阀的开度状态满足权利要求1中所述的判断启动化霜动作的条件外，判断启动化霜动作的条件还包括：所述的热泵系统中的蒸发器盘管的温度低于环境温度的数值达到或超过设定的数值Tre。

4.根据权利要求1所述的基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，其特征在于：除所述的电子膨胀阀的开度状态满足权利要求1中所述的判断启动化霜动作的条件外，判断启动化霜动作的条件还包括：所述的热泵系统的压缩机的排气温度低于设定的排气温度值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于电子膨胀阀开度的化霜控制方法，其特征在于：在实验室中，测量出在未结霜的工况时，各种环境温度和所述的热泵系统中的压缩机的各种频率的组合下，所述的电子膨胀阀的开度，再测量出不同程度结霜的工况时，所述的电子膨胀阀的开度，从而得出规律数据，控制软件根据当前工况的相关数据并结合所述的规律数据来控制所述的化霜动作。