CN105509387A

CN105509387A - 风冷热泵机组及其中的电子膨胀阀开度控制方法、空调

Info

Publication number: CN105509387A
Application number: CN201410527377.2A
Authority: CN
Inventors: 董俊杰; 赵雷; 孙辉
Original assignee: Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
Current assignee: Qingdao Haier Air Conditioning Electric Co Ltd
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: CN105509387B

Abstract

本发明涉及热泵机组领域，具体涉及风冷热泵机组及其中的电子膨胀阀开度控制方法、空调。方法包括：S1、采集环境温度Ta、压缩机排气温度Td、压缩机吸气温度Ts及压缩机吸气压力Ps；S2、判断压缩机排气温度Td是否在正常运行区间，如果是，则执行步骤S3；否则，执行步骤S51；S3、根据环境温度Ta以及压缩机排气温度Td计算吸气过热度目标值△Tˊ，并根据压缩机吸气温度Ts以及压缩机吸气压力Ps计算实测吸气过热度△T；S4、判断实测吸气过热度△T是否大于吸气过热度目标值△Tˊ，如果是，则执行步骤S52；否则，执行步骤S51；S51、电子膨胀阀维持开度不变或者开阀；S52、电子膨胀阀关闭。该方法可使压缩机处于最优运行状态，并使机组稳定、高效运行。

Description

风冷热泵机组及其中的电子膨胀阀开度控制方法、空调

技术领域

本发明涉及热泵机组领域，具体涉及一种风冷热泵机组及其中的电子膨胀阀开度控制方法、空调。

背景技术

现有技术中，所有空调机组为热泵机组。热泵机组主要部件包括压缩机、换热器和节流装置等部件，大多数热泵机组采用电子膨胀阀作为节流装置。

现有技术中，对电子膨胀阀的开度控制方法有许多，最常见的有以下两种：

一种控制方法是根据压缩机吸气口的吸气过热度和压缩机底部过热度，实现电子膨胀阀开度控制。但是，通过对压缩机底部过热度、压缩机吸气过热度进行控制而实现电子膨胀阀开度控制的方法，对压缩机高排气温度控制效果比较明显，而对于压缩机低排气温度控制效果不明显，并有可能出现排气温度现象，排气过热度偏小，造成排气带油。所以此控制方法不适应于高压腔压缩机。

另一种方法是仅仅根据压缩机吸气口的吸气过热度控制电子膨胀阀的打开或关闭，但是使用该方法，经常在一些工况下会出现压缩机吸气口的吸气过热度过高致使压缩机排气口的排气温度过高进而导致积碳现象，影响机组整体性能，不能充分发挥电子膨胀阀精细节流的作用。

基于以上描述，亟需要一种新的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，以解决现有技术中存在的不适应于高压腔压缩机或容易导致积碳现象的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，该控制方法可以根据环境温度、压缩机排气温度、压缩机吸气温度、压缩机吸气压力组合控制电子膨胀阀开度，调节系统制冷剂流量，从而实现压缩机处于此工况下的最优运行状态，并使机组稳定、高效运行。

本发明的再一个目的在于提供一种风冷热泵机组，该风冷热泵机组采用以上电子膨胀阀开度控制方法。

本发明的还一个目的在于提供一种空调，该空调具有以上所述的风冷热泵机组。

本发明实施例采用以下技术方案：

一种风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，所述风冷热泵机组包括控制器和压缩机，所述方法包括步骤：

S1、控制器采集环境温度Ta、压缩机排气温度Td、压缩机吸气温度Ts以及压缩机吸气压力Ps；

S2、控制器判断压缩机排气温度Td是否落在正常运行区间内，如果是，则执行步骤S3；否则，执行步骤S51；

S3、控制器根据环境温度Ta以及压缩机排气温度Td计算出吸气过热度目标值△T'，并根据压缩机吸气温度Ts以及压缩机吸气压力Ps计算出实测吸气过热度△T；

S4、控制器判断实测吸气过热度△T是否大于吸气过热度目标值△T'，如果是，则执行步骤S52；否则，执行步骤S51；

S51、控制器控制电子膨胀阀维持开度不变或者开阀，结束；

S52、控制器控制电子膨胀阀关闭，结束。

作为优选，在步骤S3中，吸气过热度目标值△T'的计算过程包括以下步骤：

S311、根据机组环境温度Ta以及机组的运行模式从数据库中查出对应的吸气过热度△T1；

S312、根据压缩机排气温度Td从数据库中查出对应的吸气过热度的修正温度T'；

S313、根据公式△T'＝△T1+T'计算吸气过热度目标值△T'。

作为优选，在步骤S3中，实测吸气过热度△T的计算过程包括以下步骤：

S321、计算该压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'；

S322、根据压缩机吸气温度Ts、压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'以及公式△T＝Ts-Ts'计算实测吸气过热度△T。

作为优选，在步骤S321中，当选用R134a制冷剂时，根据以下公式计算压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'，

Ts'＝-2.3691Ps⁶+21.434Ps⁵-78.312Ps⁴+150.32Ps³-170.29Ps²+144.71Ps-22.567；

其中，Ps的单位为Mp。

作为优选，在步骤S321中，当选用R22制冷剂时，根据以下公式计算压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'，

Ts'＝-0.2411Ps⁶+3.1839Ps⁵-17.163Ps⁴+49.259Ps³-84.647Ps²+109.53Ps-32.904；

其中，Ps的单位为Mp。

作为优选，预先将数据库中的压缩机排气温度划分为正常运行区间和非正常运行区间，正常运行区间和非正常运行区间又被划分为多个子区间i，每个子区间分别对应一个吸气过热度的修正温度T'i。

作为优选，所述机组的运行模式包括制冷模式和制热模式。

一种风冷热泵机组，所述风冷热泵机组包括控制器及与所述控制器相连的电子膨胀阀和压缩机，其采用以上任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

一种空调，其具有以上所述的风冷热泵机组。

本发明实施例提出的技术方案的有益技术效果是：

由于本申请提供的电子膨胀阀开度控制方法，根据环境温度、压缩机排气温度、压缩机吸气温度、压缩机吸气压力组合控制电子膨胀阀开度，调节系统制冷剂流量，所以可实现压缩机处于此工况下的最优运行状态，并使机组稳定、高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的风冷热泵机组中所采集信息的流向图；

图2是本发明提供的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法流程图；

图3是本发明提供的吸气过热度目标值△T'的计算方法流程图；

图4是本发明提供的实测吸气过热度△T的计算方法流程图。

图中：

1、控制器；2、电子膨胀阀。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供一种风冷热泵机组，所述风冷热泵机组包括控制器1及与所述控制器相连的电子膨胀阀2和压缩机。其中，所述电子膨胀阀作为制冷剂的限流装置。在该风冷热泵机组中，根据环境温度、压缩机排气温度、压缩机吸气温度、压缩机吸气压力组合控制电子膨胀阀开度，调节系统制冷剂流量，从而实现压缩机处于此工况下的最优运行状态，并使机组稳定、高效运行。具体的，如图1所示，所述控制器1采集周围大气中的环境温度、压缩机排气口的排气温度、压缩机吸气口的吸气温度、压缩机吸气口的吸气压力，并根据这些参数进行计算进而控制电子膨胀阀的开度。以下对风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法进行详细描述。

如图2所示，所述风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法包括以下步骤：

S1、控制器采集风冷热泵机组周围的环境温度Ta、压缩机排气温度Td、压缩机吸气温度Ts以及压缩机吸气压力Ps。

S2、控制器判断压缩机排气温度Td是否落在正常运行区间内，如果压缩机排气温度Td落在正常运行区间内，则执行步骤S3；如果压缩机排气温度Td没有落在正常运行区间内，则执行步骤S51。

具体的，预先在后台数据库中放置压缩机排气温度区间表，在该表中，对压缩机排气温度进行了区间划分，一部分区间属于正常运行区间，一部分区间属于非正常运行区间。正常运行区间和非正常运行区间又被划分为多个子区间i，正常运行区间下的每个子区间分别对应一个吸气过热度的修正温度T'i。控制器通过对照该表可确定压缩机排气温度Td落在哪个区间内，进而确定压缩机排气温度Td是落在正常运行区间内还是落在非正常运行区间内。

S3、控制器根据机组的环境温度Ta以及压缩机排气温度Td计算出吸气过热度目标值△T'，并根据压缩机吸气温度Ts以及压缩机吸气压力Ps计算出实测吸气过热度△T。

S4、控制器判断实测吸气过热度△T是否大于吸气过热度目标值△T'，如果吸气过热度△T大于吸气过热度目标值△T'，则执行步骤S52；如果吸气过热度△T小于等于吸气过热度目标值△T'，则执行步骤S51。

S51、控制器控制电子膨胀阀维持开度不变或者开阀，结束该循环。

S52、控制器控制电子膨胀阀关闭，结束该循环。

于本实施例中，作为优选方案，如图3所示，在步骤S3中，吸气过热度目标值△T'的计算过程包括以下步骤：

S311、控制器根据机组环境温度Ta以及机组的运行模式从数据库中相应的环境温度-吸气过热度表中查出对应的吸气过热度△T1。

具体的，所述机组的运行模式包括制冷模式和制热模式。制冷模式对应一个环境温度-吸气过热度表，制热模式对应了一个环境温度-吸气过热度表。以上两个表中，将环境温度划分为多个区间，每个区间对应一个吸气过热度值。控制器根据机组的运行模式以及所采集到的环境温度值从对应的环境温度-吸气过热度表中查找出该环境温度值所对应的吸气过热度△T1。

S312、控制器根据压缩机排气温度Td从数据库的压缩机排气温度区间表中查出对应的吸气过热度的修正温度T'。

S313、控制器根据公式△T'＝△T1+T'计算吸气过热度目标值△T'。

于本实施例中，作为优选方案，如图4所示，在步骤S3中，实测吸气过热度△T的计算过程包括以下步骤：

S321、控制器根据所检测到的压缩机吸气压力Ps，并通过公式，计算该压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'。

S322、控制器根据所检测到的压缩机吸气温度Ts、压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'，并通过公式△T＝Ts-Ts'计算实测吸气过热度△T。

于本实施例中，在步骤S321中，制冷剂的种类不同，通过压缩机吸气压力Ps计算该压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'的公式也不同。下面以两种类型的制冷剂为例进行介绍。

当选用R134a类型的制冷剂时，根据以下公式(1)计算压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'：

Ts'＝-2.3691Ps⁶+21.434Ps⁵-78.312Ps⁴+150.32Ps³-170.29Ps²+144.71Ps-22.567(1)；

其中，Ps的单位为Mp，为相对压力。

当选用R22类型的制冷剂时，根据以下公式(2)计算压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'：

Ts'＝-0.2411Ps⁶+3.1839Ps⁵-17.163Ps⁴+49.259Ps³-84.647Ps²+109.53Ps-32.904(2)；

其中，Ps的单位为Mp，为相对压力。

以下通过具体的例子对风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法进行介绍：

1、机组工作在制冷模式下时，对电子膨胀阀开度进行控制所需的环境温度-吸气过热度表。

机组在制冷模式下运转时，环境温度范围为18～53℃，将环境温度划分为三段，每一段对应一个吸气过热度，具体见表1所示。

表1

环境温度	吸气过热度△T1(K)
		Ta≥43℃	4
30℃＜Ta＜43℃	5
		Ta≤30℃	6

2、机组工作在制热模式下时，对电子膨胀阀开度进行控制所需的环境温度-吸气过热度表。

机组在制热模式下运转时，环境温度范围为-15～21℃，将环境温度划分为三段，每一段对应一个吸气过热度，具体见表2所示。

表2

环境温度	吸气过热度△T1(K)
		Ta≥5℃	5
-5℃＜Ta＜5℃	4
		Ta≤-5℃	3

3、压缩机排气温度区间表如表3所示，其中，将压缩机排气温度划分为正常运行区间和非正常运行区间，正常运行区间和非正常运行区间又被划分为多个子区间i，正常运行区间下的每个子区间分别对应一个吸气过热度的修正温度T'i。

表3

4、假设选用的制冷剂型号为R22，测得的风冷热泵机组的环境温度Ta为38℃，制冷模式运行时，压缩机排气温度Td为98℃，压缩机吸气压力Ps为0.45MPa，压缩机吸气温度Ts为9.18℃。

(1)计算吸气过热度目标值△T'的大小

首先，根据压缩机排气温度Td为98℃从表3中查出该温度属于正常运行区间，所以接着进行以下步骤：

运行模式为制冷模式，根据环境温度Ta为38℃从表1中查出吸气过热度△T1的值为5℃。

并且根据压缩机排气温度Td为98℃，从表3中查出该排气温度Td对应的修正值T'为2℃。

根据公式△T'＝△T1+T'计算吸气过热度目标值△T'为5-2＝3℃。

(2)计算实测吸气过热度△T的大小

由于压缩机吸气压力Ps为0.45MPa，根据公式(2)计算出压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'为3.18℃。

由于压缩机吸气温度Ts为9.18℃，通过公式△T＝Ts-Ts'计算实测吸气过热度△T为9.18-3.18＝6℃。

(2)对比吸气过热度目标值△T'与实测吸气过热度△T的大小并进行判断

对△T与△T'的大小进行比较，△T＝6℃＞△T'＝3℃，即△T＞△T'，所以控制器控制电子膨胀阀关闭。

本申请还提供了一种空调，该种空调内安装有以上所述的风冷热泵机组。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，所述风冷热泵机组包括控制器和压缩机，其特征在于，所述方法包括步骤：

S51、控制器控制电子膨胀阀维持开度不变或者开阀，结束；

S52、控制器控制电子膨胀阀关闭，结束。

2.如权利要求1所述的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，在步骤S3中，吸气过热度目标值△T'的计算过程包括以下步骤：

S313、根据公式△T'＝△T1+T'计算吸气过热度目标值△T'。

3.如权利要求1所述的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，在步骤S3中，实测吸气过热度△T的计算过程包括以下步骤：

S321、计算该压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'；

4.如权利要求3所述的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，在步骤S321中，当选用R134a制冷剂时，根据以下公式计算压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'，

其中，Ps的单位为Mp。

5.如权利要求3所述的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，在步骤S321中，当选用R22制冷剂时，根据以下公式计算压缩机吸气压力Ps所对应的饱和温度Ts'，

其中，Ps的单位为Mp。

6.如权利要求2所述的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，预先将数据库中的压缩机排气温度划分为正常运行区间和非正常运行区间，正常运行区间和非正常运行区间又被划分为多个子区间i，每个子区间分别对应一个吸气过热度的修正温度T'i。

7.如权利要求2所述的风冷热泵机组中电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述机组的运行模式包括制冷模式和制热模式。

8.一种风冷热泵机组，包括控制器及与所述控制器相连的电子膨胀阀和压缩机，其特征在于，其采用如权利要求1至7任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

9.一种空调，其特征在于，其具有权利要求8所述的风冷热泵机组。