CN109556329B - 电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备 - Google Patents

电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备,其中,控制方法包括:根据蒸发器的入口饱和压力和压缩机排气压力得出系统高压损失;根据所述蒸发器的出口饱和压力和压缩机吸气压力得出系统低压损失;根据当前的系统高压损失、系统低压损失和预设数据库得出过热度修正系数,以得到所述电子膨胀阀的目标过热度。此种控制方法考虑了系统流路的压力衰减,通过设置修正系数对电子膨胀阀的过热度进行补偿,可反映出内机真实的蒸发和冷凝状态能够使系统目标过热度控制更加精确,防止能效偏低,提高系统控制的性能,并防止出现吸气带液而导致压缩机液击损坏压缩机,从而提高系统控制可靠性。

Description

电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备
技术领域
本发明涉及空调技术领域,尤其涉及一种电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备。
背景技术
在空调设备中,电子膨胀阀是一种可按预设程序控制进入制冷装置的制冷剂流量的节流元件。在发明人知晓的一种控制方法中,采用吸气过热度和蒸发器过热度作为控制量,如果吸气过热度在预设范围内,根据蒸发器过热度控制室内电子膨胀阀开度。在发明人知晓的另一种控制方法中,通过检测排气过热度与第一预设过热度的关系,进行阀前过冷度和室内机电子膨胀阀的控制。
对于多联机,实际安装时都会有较长的连接管,而且管路也会存在较大的落差,这会导致较大的压力管路损失,以上两种控制方法都没有考虑管路压力损失导致的实际高压压力和低压压力与正常情况偏离较大的问题,实际高压压力和低压压力分别为压缩机排气口和吸气口的压力,这将会导致控制存在偏差,影响系统性能和可靠性。
发明内容
本发明的目的是提出一种电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备,能够提高系统控制性能和可靠性。
根据本发明的一方面,提出一种电子膨胀阀过热度控制方法,根据当前的系统高压损失和系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数,以得到电子膨胀阀的目标过热度。
进一步地,获取蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力的步骤包括:
检测蒸发器的入口温度和出口温度;
根据蒸发器的入口温度和出口温度,通过查询饱和压力-温度映射信息表分别得出蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力。
进一步地,在得出系统高压损失和系统低压损失之前,还包括:
检测压缩机的吸气压力和排气压力。
进一步地,根据当前系统高压损失、系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数的步骤具体包括:
将系统高压损失的变化曲线按照绝对值从大到小划分为多个高压分区;
将系统低压损失的变化曲线按照绝对值从大到小划分为多个低压分区;
建立压损系数表给出各个高压分区与低压分区一一对应的综合修正系数;
根据当前系统高压损失和系统低压损失查询压损系数表获得对应的综合修正系数,作为过热度修正系数。
进一步地,在划分高压分区和低压分区时,系统高压损失在每个高压分区中递减区间的两个边界点均相应高于递增区间的两个边界点,系统低压损失在每个低压分区中递减区间的两个边界点均相应高于递增区间的两个边界点。
进一步地,根据当前系统高压损失、系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数的步骤具体包括:
建立过热度修正系数与系统高压损失和系统低压损失之间的函数;
将当前系统高压损失和系统低压损失代入函数,得出过热度修正系数。
进一步地,过热度修正系数与系统高压损失和系统低压损失的函数关系为:X=K1*PΔd+K2*PΔe+A;其中,
X—过热度修正系数;K1—高压修正常数;K2—低压修正常数;A—整体修正常数;PΔd—系统高压损失;PΔe—系统低压损失。
进一步地,根据过热度修正系数得到电子膨胀阀的目标过热度的步骤包括:
根据高压对应的饱和温度和低压对应的饱和温度得出理论过热度;
对理论过热度乘以过热度修正系数,得出电子膨胀阀的目标过热度。
根据本发明的另一方面,提出一种电子膨胀阀过热度控制系统,包括:
高压损失计算模块,用于根据蒸发器的入口饱和压力和压缩机排气压力得出系统高压损失;
低压损失计算模块,用于根据蒸发器的出口饱和压力和压缩机吸气压力得出系统低压损失;以及
过热度修正模块,用于根据当前的系统高压损失和系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数,以得到电子膨胀阀的目标过热度。
进一步地,还包括用于检测蒸发器入口温度的第一温度检测部件和用于检测蒸发器出口温度的第二温度检测部件,以便根据蒸发器的入口温度和出口温度通过查询压力温度表分别得出蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力。
进一步地,还包括用于检测压缩机吸气压力的第一压力检测部件和用于检测压缩机排气压力的第二压力检测部件。
根据本发明的另一方面,提出一种空调设备,包括上述实施例的电子膨胀阀过热度控制系统。
根据本发明的再一方面,提出一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,处理器执行程序时实现上述实施例的电子膨胀阀过热度控制方法。
根据本发明的又一方面,提出一种包含计算机可执行指令的存储介质,计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述实施例的电子膨胀阀过热度控制方法。
基于上述技术方案,本发明实施例的电子膨胀阀过热度控制方法,考虑了实际蒸发压力与压缩机吸气口压力之间,以及压缩机排气口压力与实际冷凝压力之间的压力衰减,通过设置修正系数对电子膨胀阀的过热度进行补偿,可反映出内机真实的蒸发和冷凝状态。此种控制方法能够使系统目标过热度控制更加精确,防止能效偏低,提高系统控制的性能,并防止出现吸气带液而导致压缩机液击损坏压缩机,从而提高系统控制可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为系统高压损失变化曲线的分区示意图;
图2为系统低压损失变化曲线的分区示意图;
图3为本发明电子膨胀阀过热度控制方法的一个实施例的流程示意图;
图4为本发明电子膨胀阀过热度控制方法的再一个实施例的流程示意图;
图5为本发明电子膨胀阀过热度控制方法的又一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
以下详细说明本发明。在以下段落中,更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合,除非明确指出不可组合。尤其是,被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述,以区分具有相同名称的不同组成部件,并不表示先后或主次关系。
本发明提供了一种电子膨胀阀过热度控制方法,主要用于制冷过热度调节,并对设置在内机中的电子膨胀阀进行过热度控制。结合图1~图3,在一个示意性的实施例中,如图3所示的流程图,控制方法包括:
步骤101、根据蒸发器的入口饱和压力和压缩机排气压力得出系统高压损失;
步骤102、根据蒸发器的出口饱和压力和压缩机吸气压力得出系统低压损失;
步骤103、根据当前的系统高压损失和系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数,以得到电子膨胀阀的目标过热度。
其中,步骤101和102的执行顺序不作限制,均在步骤103之前执行。将靠近压缩机排气口一侧的管路定义为高压侧,将靠近压缩机进气口一侧的管路定义为低压侧。
压缩机排气口至蒸发器入口之间需要经过较长管路,因此存在较大的压力损失,将这部分压力损失定义为系统高压损失PΔd,系统高压损失PΔd=压缩机排气压力Pout-蒸发器的入口饱和压力Ps
同样,沿着冷媒流动方向,蒸发器出口与压缩机吸气口至之间需要经过较长管路,因此存在较大的压力损失,将这部分压力损失定义为系统低压损失PΔe,系统低压损失PΔe=蒸发器的出口饱和压力Pe-压缩机吸气压力Pin。PΔd和PΔe分别反映了高压和低压冷媒在管路中压力衰减情况。
在步骤103中,对于布置结构不同的冷媒循环系统,系统高压损失和系统低压损失均不同,即使对于同一系统,在工作过程中压缩机频率、冷媒流动速度也在变化,系统高压损失和系统低压损失也在变化,因此需要根据当前的系统高压损失和系统低压损失调整过热度修正系数。在获得过热度修正系数时,需要同时考虑高压和低压两个维度的压力损失,以便更加精确地对各个内机的过热度进行修正。通过对系统运行时蒸发侧和冷凝侧的参数这两个维度进行控制,不但考虑到蒸发侧的运行状态,还能考虑到室外冷凝侧的运行状态,更加精确,系统更稳定。
在获得过热度修正系数之前,可以在控制系统中存储预设的压损-修正系数映射关系,可以是预设公式或者映射信息表等形式。而且,该映射关系可通过获得历史数据或者试验的方法得出。在通过试验的方法得出时,可以针对不同的冷媒循环系统进行测试,进一步地对同一冷媒循环系统针对不同工况进行测试。每改变一次工作参数,均需要获得系统在达到预设能效和稳定性参数时的电子膨胀阀吸气过热度,同时获得压缩机吸气口、排气口压力以及蒸发器入口和出口的饱和压力,从而得出过热度修正系数与系统高低压损之间的对应关系。
本发明的该实施例考虑了系统运行压力损失的计算,然后根据过热度修正系数进行过热度补偿,能反映出内机真实的冷凝或蒸发状态。本方案采集低压管路和高压管路的衰减数据,不论安装方式是外机在内机上方,还是外机在内机下方,都能综合的反映管路的衰减情况,能够更加精确的控制系统的过热度,在一个具体实施例中可使系统能力提升5%左右。
在一些实施例中,如图4所示的流程图,步骤101和102中获取蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力的步骤包括:
步骤100、检测蒸发器的入口温度Tin和出口温度Tout,可在蒸发器的入口和出口设置温度传感器进行检测;
步骤100A、根据蒸发器的入口温度Tin和出口温度Tout,通过查询预设饱和压力-温度映射信息表分别得出蒸发器的入口饱和压力Pin和出口饱和压力Pout
该实施例通过检测室内蒸发器入口温度和出口温度,并将其近似为饱和状态,查询预设饱和压力-温度映射信息表换算成对应的饱和压力,预设饱和压力-温度映射信息表可以上是存入控制器芯片内的制冷剂物性表格。
在一些实施例中,如图4所示的流程图,在得出系统高压损失和系统低压损失之前,还包括:
步骤100B、检测压缩机的吸气压力Pe和排气压力Pd
步骤100B与步骤100-100A的执行顺序不作限制,也可同步执行。该实施例可在压缩机的吸气口和排气口处设置压力传感器进行压力检测,以便准确地计算出系统高压和低压损失。
在一些实施例中,如图5所示的流程图,步骤103根据当前系统高压损失、系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数的步骤具体包括:
步骤201、将系统高压损失的变化曲线按照绝对值从大到小划分为多个高压分区;
步骤202、将系统低压损失的变化曲线按照绝对值从大到小划分为多个低压分区;
步骤203、建立压损系数表给出各个高压分区与低压分区一一对应的综合修正系数;
步骤204、根据当前系统高压损失和系统低压损失查询压损系数表获得对应的综合修正系数,作为过热度修正系数。
如图1和图2所示,系统高压损失和系统低压损失由于受到工作参数的影响,在实际系统控制过程中可能呈增大趋势,也可能呈减小趋势,用曲线来表示压力损失的变化趋势。
在图1中,对系统高压损失PΔd对应的曲线进行分区,例如压力值从高到低分为四个高压分区,分别为:X、Y、Z和W。在图2中,对系统低压损失PΔe对应的曲线进行分区,例如压力值从高到低分为四个低压分区,分别为:A、B、C和D。如下表1,在各个高压分区和低压分区对应的位置,均通过历史数据或试验的方式获得过热度修正系数表,以便通过查表法得出当前的过热度修正系数,再用此系数修正系统给出的过热度数值,得到更为精确的控制方案,使系统高效节能的运行。压力损失越大,需要的过热度修正系数越大。
表1过热度修正系数与各高压分区与低压分区的对应关系
在步骤103D中,综合考虑系统高压损失PΔd和系统低压损失PΔe对电子膨胀阀过热度的影响,可精确地修正电子膨胀阀的过热度。通过对高低压损失均进行多个分区,可覆盖整个压力损失区域,并通过多级分区建立多个映射关系,无需通过进一步的拟合,就能通过查询压损系数表方便快速地得到当前系统高压损失PΔd和系统低压损失PΔe对应的过热度修正系数。
进一步地,如图1和图2所示,在划分高压分区和低压分区时,系统高压损失在每个高压分区中递减区间的两个边界点均相应高于递增区间的两个边界点,系统低压损失在每个低压分区中递减区间的两个边界点均相应高于递增区间的两个边界点,体现在图中的折弯线。
此种设置方式的目的是为了在控制过程中使压力损失变化有缓冲区间,不至于频繁动作。例如,在压力损失在增大过程中,通过电子膨胀阀过热度系数的修正使压力损失呈下降趋势,此时由于递减区间的值较高,因此,系统不会马上重新调节过热度系数,可使系统控制稳定,防止频繁改变控制参数。
在一些实施例中,步骤103根据当前系统高压损失、系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数的步骤具体包括:
步骤301、建立过热度修正系数与系统高压损失和系统低压损失之间的函数;
步骤302、将当前系统高压损失和系统低压损失代入函数,得出过热度修正系数。步骤301和302在图中未示出。
在该实施例中,该函数可以对历史数据或者试验数据进行拟合得出,通过函数方式可以更加连续地获得过热度修正系数与系统高压损失和低压损失的对应关系,使过热度系数的调整更加精确,提高系统能效和稳定性,而且可以获得超出试验数据范围的对应关系,从而减小试验成本。
在一些实施例中,过热度修正系数与系统高压损失和系统低压损失的函数关系为:X=K1*PΔd+K2*PΔe+A;其中,
X—过热度修正系数;K1—高压修正常数;K2—低压修正常数;A—整体修正常数;PΔd—系统高压损失;PΔe—系统低压损失。
在该实施例中,过热度修正系数为系统高压损失和低压损失的一次函数,可选地,也可以建立二次、多次或其它函数模型。上述公式在乘以系数后,不一定能准确的表达其过热度修正系数,还可以增加常数A对其整体进行修正。
在一些实施例中,步骤103中过热度修正系数得到电子膨胀阀的目标过热度包括:
步骤103A、根据高压对应的饱和温度和低压对应的饱和温度得出理论过热度;
步骤103B、对理论过热度乘以过热度修正系数,得出电子膨胀阀的最佳目标过热度。
步骤103A为现有技术中对过热度的计算方式,该实施例通过增加过热度修正系数,考虑了系统压损对控制的影响,此时得出的电子膨胀阀的目标过热度能够更真实地反映出内机真实的冷凝或蒸发状态,以便更加精确的控制系统的过热度。
其次,本发明还提供了一种电子膨胀阀过热度控制系统,在一个实施例中,包括:
高压损失计算模块,用于根据蒸发器的入口饱和压力和压缩机排气压力得出系统高压损失;
低压损失计算模块,用于根据蒸发器的出口饱和压力和压缩机吸气压力得出系统低压损失;以及
过热度修正模块,用于根据当前的系统高压损失和系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数,以得到电子膨胀阀的目标过热度。
在一些实施例中,控制系统还包括用于检测蒸发器入口温度的第一温度检测部件和用于检测蒸发器出口温度的第二温度检测部件,以便根据蒸发器的入口温度和出口温度通过查询压力温度表分别得出蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力。
在一些实施例中,控制系统还包括用于检测压缩机吸气压力的第一压力检测部件和用于检测压缩机排气压力的第二压力检测部件。
另外,本发明还提供了一种空调设备,包括上述实施例的电子膨胀阀过热度控制系统。
优选地,空调设备为多联机。多联机安装后由于连接管较长,或者在高度等方向落差较大,导致系统压力损失较大,加上多联内机不同的安装位置,使分歧管到各个内机的管路长度和落差不一致,导致压力损失也各不相同。
此种空调设备在控制时考虑了实际蒸发压力与压缩机吸气口压力之间,以及压缩机排气口压力与实际冷凝压力之间的压力衰减,通过设置修正系数对电子膨胀阀的过热度进行补偿,可反映出内机真实的蒸发和冷凝状态。由此,能够使空调设备目标过热度控制更加精确,可提高系统的能效,并防止出现吸气带液而导致压缩机液击损坏压缩机,从而提高系统控制可靠性。
另外,本发明还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,处理器执行程序时实现上述实施例的电子膨胀阀过热度控制方法。
另外,本发明还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述实施例的电子膨胀阀过热度控制方法。
以上对本发明所提供的一种电子膨胀阀过热度控制方法、系统及空调设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (15)

1.一种电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,包括:
根据蒸发器的入口饱和压力和压缩机排气压力得出系统高压损失;
根据所述蒸发器的出口饱和压力和压缩机吸气压力得出系统低压损失;
根据当前的系统高压损失和系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数,以得到所述电子膨胀阀的目标过热度。
2.根据权利要求1所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,获取所述蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力的步骤包括:
检测所述蒸发器的入口温度和出口温度;
根据所述蒸发器的入口温度和出口温度,通过查询预设饱和压力-温度映射信息表分别得出蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力。
3.根据权利要求1所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,在得出系统高压损失和系统低压损失之前,还包括:
检测所述压缩机的吸气压力和排气压力。
4.根据权利要求1所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,根据当前所述系统高压损失、系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数的步骤具体包括:
将所述系统高压损失的变化曲线按照绝对值从大到小划分为多个高压分区;
将所述系统低压损失的变化曲线按照绝对值从大到小划分为多个低压分区;
建立压损系数表给出各个高压分区与低压分区一一对应的综合修正系数;
根据当前所述系统高压损失和系统低压损失查询压损系数表获得对应的所述综合修正系数,作为所述过热度修正系数。
5.根据权利要求4所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,在划分所述高压分区和低压分区时,所述系统高压损失在每个高压分区中递减区间的两个边界点均相应高于递增区间的两个边界点,所述系统低压损失在每个低压分区中递减区间的两个边界点均相应高于递增区间的两个边界点。
6.根据权利要求1所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,根据当前所述系统高压损失、系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数的步骤具体包括:
建立所述过热度修正系数与所述系统高压损失和系统低压损失之间的函数;
将当前所述系统高压损失和系统低压损失代入函数,得出所述过热度修正系数。
7.根据权利要求6所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,所述过热度修正系数与所述系统高压损失和系统低压损失的函数关系为:X=K1*PΔd+K2*PΔe+A;其中,
X—过热度修正系数;K1—高压修正常数;K2—低压修正常数;A—整体修正常数;PΔd—系统高压损失;PΔe—系统低压损失。
8.根据权利要求1所述的电子膨胀阀过热度控制方法,其特征在于,根据所述过热度修正系数得到所述电子膨胀阀的目标过热度的步骤包括:
根据压缩机排气压力对应的饱和温度和压缩机吸气压力对应的饱和温度得出理论过热度;
对所述理论过热度乘以所述过热度修正系数,得出所述电子膨胀阀的目标过热度。
9.一种电子膨胀阀过热度控制系统,其特征在于,包括:
高压损失计算模块,用于根据蒸发器的入口饱和压力和压缩机排气压力得出系统高压损失;
低压损失计算模块,用于根据所述蒸发器的出口饱和压力和压缩机吸气压力得出系统低压损失;以及
过热度修正模块,用于根据当前的系统高压损失和系统低压损失,结合预设的压损-修正系数映射关系得出过热度修正系数,以得到所述电子膨胀阀的目标过热度。
10.根据权利要求9所述的电子膨胀阀过热度控制系统,其特征在于,还包括用于检测所述蒸发器入口温度的第一温度检测部件和用于检测所述蒸发器出口温度的第二温度检测部件,以便根据所述蒸发器的入口温度和出口温度通过查询预设饱和压力-温度表分别得出蒸发器的入口饱和压力和出口饱和压力。
11.根据权利要求9所述的电子膨胀阀过热度控制系统,其特征在于,还包括用于检测所述压缩机吸气压力的第一压力检测部件和用于检测所述压缩机排气压力的第二压力检测部件。
12.一种空调设备,其特征在于,包括如权利要求9~11任一所述的电子膨胀阀过热度控制系统。
13.根据权利要求12所述的空调设备,其特征在于,所述空调设备为多联机。
14.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,处理器执行程序时实现如权利要求1~8任一所述的电子膨胀阀过热度控制方法。
15.一种包含计算机可执行指令的存储介质,计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1~8任一所述的电子膨胀阀过热度控制方法。
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