CN107120953A - 一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置及方法,该方法在基准开度的基础上对电子膨胀阀进行控制,并根据压缩机回气温度和入口温度计算实时过热度,从而自动调节电子膨胀阀开度,实现系统对温度变化的适应。本发明通过采集相应的传感器数据,根据压缩机排气温度值对电子膨胀自动调节,能有效补偿热泵在制冷系统高温高压情况下冷媒节流量,维持制冷系统稳定,从而提高热泵机器换热效率及使用寿命;同时在传感器故障或传感数据异常时,能稳定控制电子膨胀阀,保证系统的正常运行。本发明作为一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置及方法可广泛应用于热泵领域。

Description

一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置及方法
技术领域
本发明涉及热泵领域,尤其是一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置及方法。
背景技术
空气源热泵烘干机主要通过与空气换热产生热能,吸取室外低温热源空气中的热量,通过压缩机做功由蒸发器向烘房冷空气中不断放热,通过对流作用使房体内的冷空气的温度升高达到烘烤的温、湿度要求,环保无污染、且卫生安全。通过压缩机做功使制冷剂(冷媒)产生物理相变(液态-气态-液态),利用往复循环相变过程中不间断吸热与放热的特性,只需为压缩机和风机提供电能即可工作,制热过程中的电热能量转换效率最高可达450%以上,热泵只需要消耗一小部分的电能满足压缩机和风机等设备做功,大大节约能源的损耗。烘干机工作过程不产生任何有毒污物,节能、安全、环保。
电子膨胀阀节流通过对温度传感器采集得到的参数进行计算,向主控板发出调节指令向电子膨胀阀输出信号,驱动电子膨胀阀动作。电子膨胀阀从全开到全关只需要几秒钟,反应动作速度快,不会存在静态过热度现象,适用温度低等优势因此被广泛的应用。目前各空气源热泵烘干机生产厂家在电子膨胀阀控制时均采用过热度自动调节方式或固定开度调节方式。第一种对温度传感器精度要较高,且容易在某个温度传感器出现误差或故障时整个热泵烘干机系统将处于失控状态,后一种控制方式由于需要测试各固定的电子膨胀开度,需要大量的试验模拟数据且制冷系统适应变化的环境温度及烘房温度的能力欠佳。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是:一种根据过热度自动调节电子膨胀阀开度、保证系统稳定运行的空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置。
为了解决上述技术问题,本发明的另一目的是:一种根据过热度自动调节电子膨胀阀开度、保证系统稳定运行的空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法。
本发明所采用的技术方案是:一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置,包括有线控器、室外主控板和集中控制器,所述线控器与室外主控板之间通信连接,所述室外主控板与集中控制器通信连接,所述室外主控板连接有室外风机、电子膨胀阀、压缩机、四通换向阀、室外环境温度传感器、入口温度传感器、压缩机排气温度传感器和压缩机回气温度传感器,所述集中控制器连接有烘房湿度传感器、烘房温度传感器、烘房排湿风机、烘房循环风机和烘房电加热组件。
进一步,所述室外主控板还连接有室外盘管温度传感器,所述集中控制器还连接有烘房盘管温度传感器。
本发明所采用的另一技术方案是:一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,包括有以下步骤:
A、根据室外环境温度以及烘房温度的不同温度区间计算出相应区间的基准开度;
B、烘干机开机后,电子膨胀阀先开至最大开度,然后再开至初始开度;
C、当烘房温度变化时,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度;
D、一段时间后,根据压缩机回气温度和入口温度计算实时过热度;
E、根据实时过热度计算自动调节开度,并根据自动调节开度调节电子膨胀阀的实际开度。
进一步,所述步骤E中电子膨胀阀的实际开度P计算公式为:P=Pa+Pb,其中Pa为基准开度,Pb为自动调节开度。
进一步,还包括有步骤F:当系统中的热泵进入除霜时,存储当前开度值,电子膨胀阀开至除霜开度运行,退出除霜后再根据存储的开度值恢复至除霜前的开度。
进一步,当回气温度或入口温度超出误差范围,或者相应的压缩机回气温度传感器或入口温度传感器出现故障时,不执行步骤D和步骤E,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度运行。
进一步,还包括有以下步骤:
实时检测压缩机排气温度值;
当压缩机排气温度值大于95℃时,不执行步骤D和步骤E,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度运行;控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,电子膨胀阀的调节周期根据过热度查表确定;
当压缩机排气温度值大于98℃时,控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,且控制电子膨胀阀的开度周期性增大;
当压缩机排气温度值恢复至95℃以下时,执行步骤D和步骤E。
进一步,所述步骤E中实时过热度值分为多个区间,每个区间对应一个自动调节开度值,所述自动调节开度值随温度区间递增。
本发明的有益效果是:本发明装置通过采集相应的传感器数据,由室外主控板用计算过热度并控制电子膨胀阀的开度,压缩机排气温度值参与电子膨胀自动调节能有效补偿热泵在制冷系统高温高压情况下冷媒节流量,维持制冷系统稳定,从而提高热泵机器换热效率及使用寿命。
本发明的另一有益效果是:本发明方法通过采集相应的传感器数据,根据压缩机排气温度值对电子膨胀自动调节,能有效补偿热泵在制冷系统高温高压情况下冷媒节流量,维持制冷系统稳定,从而提高热泵机器换热效率及使用寿命;同时在传感器故障或传感数据异常时,能稳定控制电子膨胀阀,保证系统的正常运行。
附图说明
图1为本发明装置的结构框图;
图2为本发明方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
参照图1,一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置,包括有线控器、室外主控板和集中控制器,所述线控器与室外主控板之间通信连接,所述室外主控板与集中控制器通信连接,所述室外主控板连接有室外风机、电子膨胀阀、压缩机、四通换向阀、室外环境温度传感器、入口温度传感器、压缩机排气温度传感器和压缩机回气温度传感器,所述集中控制器连接有烘房湿度传感器、烘房温度传感器、烘房排湿风机、烘房循环风机和烘房电加热组件。
其中室外主控板用于根据获取的传感器数据计算过热度并控制电子膨胀阀的开度,其中传感器数据至少包括有室外环境温度、烘房温度、压缩机回气温度、烘房的入口温度等。
进一步作为优选的实施方式,所述室外主控板还连接有室外盘管温度传感器,所述集中控制器还连接有烘房盘管温度传感器。
进一步作为优选的实施方式,所述压缩机排气温度传感器采用的规格为R25/50=50KΩ,B=3950K。
进一步作为优选的实施方式,所述压缩机回气温度传感器、入口温度传感器和室外环境温度传感器采用的规格为R25/50℃=50KΩ,B=3470K。
参照图2,一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,包括有以下步骤:
A、根据室外环境温度以及烘房温度的不同温度区间计算出相应区间的基准开度;相应温度区间对应的基准开度存储至室外主控板的存储模块中;
所述计算方法可采用查表法,根据室外环境温度以及烘房温度的不同温度区间对应关系确定具体的基准开度;或者根据历史数据总结出上述各参数的线性关系,并据此由实时的室外环境温度以及烘房温度的不同温度区间计算出相应区间的基准开度。实际应用中,具体的计算方法包括但不限于以上两种方法。
B、烘干机开机后,电子膨胀阀先开至最大开度Pmax,然后再开至初始开度P0
C、当烘房温度变化时,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度;
D、一段时间后,根据压缩机回气温度和入口温度计算实时过热度;
一段时间后装置各部分相对温度稳定。例如在烘干机开启7分钟后,根据压缩机回气温度Ts和入口温度Top计算实时过热度T:T=Ts-Top,Top即烘房入口温度。
E、根据实时过热度计算自动调节开度,并根据自动调节开度调节电子膨胀阀的实际开度。
进一步作为优选的实施方式,所述步骤E中电子膨胀阀的实际开度P计算公式为:P=Pa+Pb,其中Pa为基准开度,Pb为自动调节开度。
进一步作为优选的实施方式,所述步骤E中实时过热度值分为多个区间,每个区间对应一个自动调节开度值,所述自动调节开度值随温度区间递增,例如下表所示:
表1:过热度T与自动调节开度关系
进一步作为优选的实施方式,还包括有步骤F:当系统中的热泵进入除霜时,存储当前开度值,电子膨胀阀开至除霜开度运行,退出除霜后再根据存储的开度值恢复至除霜前的开度。
进一步作为优选的实施方式,当回气温度或入口温度超出误差范围,或者相应的压缩机回气温度传感器或入口温度传感器出现故障时,不执行步骤D和步骤E,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度运行;即指根据基准开度进行自动调节,调节过程中不参考过热度值。
进一步作为优选的实施方式,还包括有以下步骤:
实时检测压缩机排气温度值;
当压缩机排气温度值大于95℃时,不执行步骤D和步骤E,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度运行,即指根据基准开度进行自动调节,调节过程中不参考过热度值;控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,电子膨胀阀的调节周期根据过热度查表确定;
当压缩机排气温度值大于98℃时,控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,且控制电子膨胀阀的开度周期性增大;
当压缩机排气温度值恢复至95℃以下时,执行步骤D和步骤E。
进一步作为优选的实施方式,当压缩机排气温度值大于98℃时,控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,且控制电子膨胀阀的开度周期性增大,周期为24秒,每个周期的开度增大值ΔP=3×(T排气温度-97℃)。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以作出种种的等同变换或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置,其特征在于:包括有线控器、室外主控板和集中控制器,所述线控器与室外主控板之间通信连接,所述室外主控板与集中控制器通信连接,所述室外主控板连接有室外风机、电子膨胀阀、压缩机、四通换向阀、室外环境温度传感器、入口温度传感器、压缩机排气温度传感器和压缩机回气温度传感器,所述集中控制器连接有烘房湿度传感器、烘房温度传感器、烘房排湿风机、烘房循环风机和烘房电加热组件。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制装置,其特征在于:所述室外主控板还连接有室外盘管温度传感器,所述集中控制器还连接有烘房盘管温度传感器。
3.一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,包括有以下步骤:
A、根据室外环境温度以及烘房温度的不同温度区间计算出相应区间的基准开度;
B、烘干机开机后,电子膨胀阀先开至最大开度,然后再开至初始开度;
C、当烘房温度变化时,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度;
D、一段时间后,根据压缩机回气温度和入口温度计算实时过热度;
E、根据实时过热度计算自动调节开度,并根据自动调节开度调节电子膨胀阀的实际开度。
4.根据权利要求3所述的一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,其特征在于:所述步骤E中电子膨胀阀的实际开度P计算公式为:P=Pa+Pb,其中Pa为基准开度,Pb为自动调节开度。
5.根据权利要求3所述的一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,其特征在于:还包括有步骤F:当系统中的热泵进入除霜时,存储当前开度值,电子膨胀阀开至除霜开度运行,退出除霜后再根据存储的开度值恢复至除霜前的开度。
6.根据权利要求3所述的一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,其特征在于:当回气温度或入口温度超出误差范围,或者相应的压缩机回气温度传感器或入口温度传感器出现故障时,不执行步骤D和步骤E,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度运行。
7.根据权利要求3所述的一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,其特征在于,还包括有以下步骤:
实时检测压缩机排气温度值;
当压缩机排气温度值大于95℃时,不执行步骤D和步骤E,电子膨胀阀开至对应温度区间的基准开度运行;控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,电子膨胀阀的调节周期根据过热度查表确定;
当压缩机排气温度值大于98℃时,控制当前的电子膨胀阀开度为允许的最小开度,且控制电子膨胀阀的开度周期性增大;
当压缩机排气温度值恢复至95℃以下时,执行步骤D和步骤E。
8.根据权利要求3所述的一种空气源热泵烘干机的电子膨胀阀控制方法,其特征在于:所述步骤E中实时过热度值分为多个区间,每个区间对应一个自动调节开度值,所述自动调节开度值随温度区间递增。
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