CN106322912A - 冰箱用电子膨胀阀的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了冰箱用电子膨胀阀的控制方法，包括如下步骤：启动冰箱，预设参数；电子膨胀阀保持最大开度并维持T1；电子膨胀阀的开度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度并维持T2；根据i的大小按情况分别进行；冰箱停机后，电子膨胀阀完全关闭；将i+1的值赋值给i，并返回步骤(2)。本发明相比现有技术具有以下优点：控制方法简单，无需采集蒸发器过热度或压缩机运行参数，根据开机时间实现了电子膨胀阀的自调节功能，降低了冰箱耗电量，并有助于提高系统元件的使用寿命。

Description

冰箱用电子膨胀阀的控制方法
技术领域
本发明涉及一种冰箱用电子膨胀阀的控制方法。
背景技术
随着冰箱的发展，压缩机由定频发展到变频，风机由定转速发展到变转速，根据冰箱使用环境温度和热负荷的不同，冰箱的功耗和制冷能力不断地发生变化，以匹配到当前最佳运行效果。
然而冰箱中毛细管的流量为定值，在系统制冷剂流量发生变化时，如压缩机转速流量调节，或者在蒸发温度降低过程中，其流量不能发生改变，系统实际制冷效率会打折扣。制冷剂流量可调的电子膨胀阀可以很好的解决这一问题，实现节流部件流量根据环境温度和热负荷实现自动匹配，自适应制冷系统最佳制冷剂流量。
市面上的电子膨胀阀调节方式多根据蒸发器进出口温差，即制冷剂过热度进行调节，该方式可以充分利用制冷剂的冷量，但该方法需要在蒸发器出口处增加传感器，需增加传感器成本，若传感器失效将使电子膨胀阀无法工作，并且，因为冰箱的蒸发器较空调等其他制冷设备体积小、制冷量小，因此制冷剂过热度并不明显，甚至无过热度，即使通过节流部件调节，也不一定能够达到理想的过热度，所以该方法不合适运用在冰箱上。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种冰箱用电子膨胀阀的控制方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
冰箱用电子膨胀阀的控制方法,所述控制方法按如下步骤进行：
(1)启动冰箱，预先设定时间差参考值△T0、第一时间段T1、第二时间段T2、调节脉冲P0及电子膨胀阀提前开启时间预设值T0，设当前有效制冷周期为Yi，i为正整数，Yi表示冰箱启动后的第i个有效制冷周期；
(2)电子膨胀阀保持最大开度Pmax，并维持最大开度Pmax第一时间段T1；
(3)经过第一时间段T1后，电子膨胀阀的开度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度Pmin，并维持最小开度Pmin第二时间段T2；
(4)根据i的大小按如下情况分别进行：
当i＝1时，电子膨胀阀的开度P1保持不变；
当i＝2时，电子膨胀阀的开度P2调节至P1+P0；
当i＞2时，运行△Ti＝|ti-2-ti-1|，并将△Ti与△T0作比较，当满足条件△Ti≤△T0或Pi-1+P0＞Pmax或Pi-1-P0＜Pmin时，电子膨胀阀的开度Pi保持不变；当满足条件△Ti＞△T0且Pi-1+P0≤Pmax且Pi-1-P0≥Pmin时，根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi，
其中，ti-2为冰箱启动后的第i-2个有效制冷周期Yi-2的开机时间，ti-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的开机时间，△Ti为当前有效制冷周期Yi的时间差；Pi-1为第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度；
(5)冰箱停机后，电子膨胀阀完全关闭，并运行T停i＝T停i-1-T0，T停i为电子膨胀阀在当前有效制冷周期Yi内保持完全关闭的时间，T停i-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的停机时间；
(6)经过T停i后，将i+1的值赋值给i，并返回步骤(2)执行。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述步骤(4)中,所述根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi是指:
首先将△Ti与△Ti-1相比较,若△Ti＜△Ti-1,则得出△Ti的变化趋势为下降趋势；若△Ti≥△Ti-1,则得出△Ti的变化趋势为上升趋势；并根据△Ti的变化趋势分情况进行：
当△Ti的变化趋势为下降趋势时，则当前有效制冷周期的电子膨胀阀的开度Pi采取与第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度Pi-1同向的调节方式；所述同向的调节方式是指：若Pi-1＝Pi-2+P0，则运行Pi＝Pi-1+P0；若Pi-1＝Pi-2-P0，则运行Pi＝Pi-1-P0；
当△Ti的变化趋势为上升趋势时，则当前有效制冷周期的电子膨胀阀的开度Pi采取与第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度Pi-1反向的调节方式；所述反向的调节方式是指：若Pi-1＝Pi-2+P0，则运行Pi＝Pi-1-P0；若Pi-1＝Pi-2-P0，则运行Pi＝Pi-1+P0；
其中，△Ti-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的时间差，Pi-2为第i-2个有效制冷周期Yi-2的电子膨胀阀的开度。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述第一时间段T1取30～50秒。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述第二时间段T2取180～300秒。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述时间差参考值△T0取60～180秒。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述电子膨胀阀提前开启时间预设值T0取60～120秒。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述步骤(3)中，电子膨胀阀的开度以△P1脉冲/秒的速度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度Pmin。
作为上述控制方法的优选实施方式，所述步骤(4)中，所述根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi，所述电子膨胀阀的开度Pi的调节速度为△P2脉冲/秒。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、从整体上看，本发明中电子膨胀阀的开度控制方法完全匹配冰箱运行时的制冷剂流量工作变化状态，兼顾压缩机启动运行状态和冰箱制冷循环特性，可提升制冷循环效率，降低整机耗电量。
2、本发明提供的冰箱用电子膨胀阀的控制方法，控制方法简单，无需采集蒸发器过热度或压缩机运行参数，根据开机时间实现了电子膨胀阀的自调节功能，降低了冰箱耗电量，并有助于提高系统元件的使用寿命。
3、在冰箱启动时，制冷系统具有一定的流动阻力，相对于毛细管冰箱的制冷剂流量不能调节而言，本发明将电子膨胀阀开度保持最大，降低了系统节流装置的制冷剂流动阻力，快速建立起了制冷循环。
4、原有的单毛细管冰箱的节流部件不能进行调节，本发明中利用电子膨胀阀开度调节，匹配最佳节流运行方法，即在压缩机开始运行时电子膨胀阀由最大开度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度，并保持一段时间，利用本方法可以快速建立蒸发器与箱体内部空气温度差，增强冷空气与箱体内负载的单位时间换热量，从而提高单位制冷能力，可减少冰箱的制冷时间，降低周期内冰箱能耗。
5、在不同环境温度下，原有的冰箱因使用毛细管而使得节流部件的制冷剂流量不能进行调节，本发明中电子膨胀阀的流量根据环境温度可在合理范围内进行调节，节流部件更好地与冰箱制冷循环系统相匹配，提高了制冷循环能力。具体的，通过对比前两个有效制冷周期的开机时间，来调节电子膨胀阀的开度，实现电子膨胀阀自调节功能。
6、冰箱停机后，电子膨胀阀完全关闭，起到了冷凝器保压的效果，此保压效果措施简单，保压效果明显，可以降低冰箱能耗。本发明中，当前有效制冷周期的电子膨胀阀完全关闭的时间，是根据上一个有效制冷周期的停机时间来决定的，方法简单且真实可靠。
附图说明
图1是本发明的控制方法流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1，本实施例公开了冰箱用电子膨胀阀的控制方法,本实施例中采用的电子膨胀阀最大开度Pmax为350脉冲，测试的环境温度为32℃，表一为在不同环境温度下对应的电子膨胀阀的最小开度Pmin的关系对照表，由表一可知，环境温度为32℃对应的电子膨胀阀的最小开度度Pmin为270脉冲。
表一不同环境温度Th下对应的电子膨胀阀的最小开度Pmin的关系对照表
环境温度Th 电子膨胀阀的最小开度度Pmin
Th≤15℃ 150脉冲
15＜Th≤20℃ 180脉冲
20＜Th≤25℃ 210脉冲
25＜Th≤30℃ 240脉冲
30＜Th≤35℃ 270脉冲
35＜Th≤40℃ 300脉冲
Th＞40℃ 330脉冲
该控制方法按如下步骤进行：
步骤S101：启动冰箱，预设各种参数；
启动冰箱，首先预先设定时间差参考值△T0、第一时间段T1、第二时间段T2、调节脉冲P0及电子膨胀阀提前开启时间预设值T0，设当前有效制冷周期为Yi，i为正整数，Yi表示冰箱启动后的第i个有效制冷周期，冰箱的有效制冷周期是指排除了用户开门、化霜、断电等非正常耗电量程序的一个制冷周期；其中T1取30～50秒，T2取180～300秒，△T0取60～180秒，T0取60～120秒，P0为10脉冲；
步骤S102：电子膨胀阀保持最大开度350脉冲，并维持最大开度350脉冲40秒；
步骤S103：经过40秒后，电子膨胀阀的开度以10脉冲/秒的速度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度Pmin即270脉冲，并维持270脉冲200秒；
步骤S104：根据i的大小按如下情况分别进行：
当i＝1时，电子膨胀阀的开度P1保持不变；
当i＝2时，电子膨胀阀的开度P2调节至P1+P0；
当i＞2时，运行△Ti＝|ti-2-ti-1|，并将△Ti与△T0作比较，当满足条件△Ti≤△T0或Pi-1+P0＞Pmax或Pi-1-P0＜Pmin时，电子膨胀阀的开度Pi保持不变；当满足条件△Ti＞△T0且Pi-1+P0≤Pmax且Pi-1-P0≥Pmin时，根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi，电子膨胀阀的开度Pi的调节速度可设置为10脉冲/秒，
其中，ti-2为冰箱启动后的第i-2个有效制冷周期Yi-2的开机时间，ti-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的开机时间，△Ti为当前有效制冷周期Yi的时间差；Pi-1为第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度；
例如，当ti-1为45分钟，ti-2为49分钟，Pi-1为290脉冲，则△Ti＝|ti-2-ti-1|＝|49-45|＝4分钟，△T0若取180秒机3分钟，则满足条件△Ti＞△T0，且同时满足Pi-1+P0＝290+10＝300脉冲≤Pmax，Pi-1-P0＝290-10＝280脉冲≥Pmin；此时即可根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi。
上述根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi是指:
首先将△Ti与△Ti-1相比较,若△Ti＜△Ti-1,则得出△Ti的变化趋势为下降趋势；若△Ti≥△Ti-1,则得出△Ti的变化趋势为上升趋势；并根据△Ti的变化趋势分情况进行：
当△Ti的变化趋势为下降趋势时，说明当前有效制冷周期的电子膨胀阀的调节方向可以使冰箱运行时间减少，且仍然具有调节空间，则当前有效制冷周期的电子膨胀阀的开度Pi采取与第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度Pi-1同向的调节方式；所述同向的调节方式是指：
若Pi-1＝Pi-2+P0，则运行Pi＝Pi-1+P0；若Pi-1＝Pi-2-P0，则运行Pi＝Pi-1-P0；
当△Ti的变化趋势为上升趋势时，说明电子膨胀阀的开度已经过大或过小，则当前有效制冷周期的电子膨胀阀的开度Pi采取与第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度Pi-1反向的调节方式；所述反向的调节方式是指：
若Pi-1＝Pi-2+P0，则运行Pi＝Pi-1-P0；若Pi-1＝Pi-2-P0，则运行Pi＝Pi-1+P0；
其中，△Ti-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的时间差，Pi-2为第i-2个有效制冷周期Yi-2的电子膨胀阀的开度。
步骤S105：冰箱停机后，电子膨胀阀完全关闭，并运行T停i＝T停i-1-T0，T停i为电子膨胀阀在当前有效制冷周期Yi内保持完全关闭的时间，T停i-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的停机时间；例如T停i-1为12分钟，T0取60秒，则T停i＝12分钟-1分钟＝11分钟，电子膨胀阀保持完全关闭的时间即为11分钟。可以对冷凝器起到保压的效果，保证在冰箱开机前电子膨胀阀达到最大开度350脉冲，降低压缩机启动阻力、减小压缩机启动电流。
步骤S106：经过11分钟后，将i+1的值赋值给i，并返回步骤S102执行。
本实施例提供的冰箱用电子膨胀阀的控制方法中，首先，在冰箱启动时，电子膨胀阀保持最大开度，以降低系统节流装置两端的制冷剂压差，减小压缩机启动阻力，使得系统以高循环效率运行；其次，电子膨胀阀开度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度，并保持一段时间，目的在于快速建立蒸发器与箱体内部空气温度差，提高单位制冷能力；再次，通过对比前两个有效制冷周期的开机时间，来调节电子膨胀阀的开度，实现电子膨胀阀自调节功能；冰箱停机后，电子膨胀阀完全关闭，起到冷凝器保压的效果，并根据上一个有效制冷周期的停机时间决定当前有效制冷周期的电子膨胀阀的完全关闭时间。
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，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 (8)

1.冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述控制方法按如下步骤进行：
(1)启动冰箱，预先设定时间差参考值△T0、第一时间段T1、第二时间段T2、调节脉冲P0及电子膨胀阀提前开启时间预设值T0，设当前有效制冷周期为Yi，i为正整数，Yi表示冰箱启动后的第i个有效制冷周期；
(2)电子膨胀阀保持最大开度Pmax，并维持最大开度Pmax第一时间段T1；
(3)经过第一时间段T1后，电子膨胀阀的开度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度Pmin，并维持最小开度Pmin第二时间段T2；
(4)根据i的大小按如下情况分别进行：
当i＝1时，电子膨胀阀的开度P1保持不变；
当i＝2时，电子膨胀阀的开度P2调节至P1+P0；
当i＞2时，运行△Ti＝|ti-2-ti-1|，并将△Ti与△T0作比较，当满足条件△Ti≤△T0或Pi-1+P0＞Pmax或Pi-1-P0＜Pmin时，电子膨胀阀的开度Pi保持不变；当满足条件△Ti＞△T0且Pi-1+P0≤Pmax且Pi-1-P0≥Pmin时，根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi，
其中，ti-2为冰箱启动后的第i-2个有效制冷周期Yi-2的开机时间，ti-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的开机时间，△Ti为当前有效制冷周期Yi的时间差；Pi-1为第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度；
(5)冰箱停机后，电子膨胀阀完全关闭，并运行T停i＝T停i-1-T0，T停i为电子膨胀阀在当前有效制冷周期Yi内保持完全关闭的时间，T停i-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的停机时间；
(6)经过T停i后，将i+1的值赋值给i，并返回步骤(2)执行。
2.如权利要求1所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述步骤(4)中,所述根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi是指:
首先将△Ti与△Ti-1相比较,若△Ti＜△Ti-1,则得出△Ti的变化趋势为下降趋势；若△Ti≥△Ti-1,则得出△Ti的变化趋势为上升趋势；并根据△Ti的变化趋势分情况进行：
当△Ti的变化趋势为下降趋势时，则当前有效制冷周期的电子膨胀阀的开度Pi采取与第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度Pi-1同向的调节方式；所述同向的调节方式是指：若Pi-1＝Pi-2+P0，则运行Pi＝Pi-1+P0；若Pi-1＝Pi-2-P0，则运行Pi＝Pi-1-P0；
当△Ti的变化趋势为上升趋势时，则当前有效制冷周期的电子膨胀阀的开度Pi采取与第i-1个有效制冷周期Yi-1的电子膨胀阀的开度Pi-1反向的调节方式；所述反向的调节方式是指：若Pi-1＝Pi-2+P0，则运行Pi＝Pi-1-P0；若Pi-1＝Pi-2-P0，则运行Pi＝Pi-1+P0；
其中，△Ti-1为冰箱启动后的第i-1个有效制冷周期Yi-1的时间差，Pi-2为第i-2个有效制冷周期Yi-2的电子膨胀阀的开度。
3.如权利要求1或2所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述第一时间段T1取30～50秒。
4.如权利要求1或2所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述第二时间段T2取180～300秒。
5.如权利要求1或2所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述时间差参考值△T0取60～180秒。
6.如权利要求1或2所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述电子膨胀阀提前开启时间预设值T0取60～120秒。
7.如权利要求1或2所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述步骤(3)中，电子膨胀阀的开度以△P1脉冲/秒的速度逐渐减小至当前环境温度下的最小开度Pmin。
8.如权利要求1或2所述的冰箱用电子膨胀阀的控制方法,其特征在于，所述步骤(4)中，所述根据△Ti的变化趋势来调节电子膨胀阀的开度Pi，所述电子膨胀阀的开度Pi的调节速度为△P2脉冲/秒。
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