CN110296557A - 电子膨胀阀的控制方法、空调及其控制方法 - Google Patents

电子膨胀阀的控制方法、空调及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子膨胀阀的控制方法、空调及其控制方法。其中电子膨胀阀的控制方法,包括:判断室外环境温度是否大于预设的阀值范围;若是大于,则采用PD控制方法来调节电子膨胀阀的开度;若是小于或等于,则采用PID控制方法来调节电子膨胀阀的开度。

Description

电子膨胀阀的控制方法、空调及其控制方法
技术领域
本发明涉及电子膨胀阀的控制方法,尤其涉及一种基于PID算法和PD算法的电子膨胀阀的控制方法,以及采用了该电子膨胀阀控制方法的空调控制方法和空调。
背景技术
现有的电子膨胀阀控制开度主要是通过控制压缩机的电压频率来改变制冷剂的质量、流量,若是电子膨胀阀的开度小,制冷剂的流量过小,会导致在蒸发器内前一段制冷剂全部蒸发,后一段蒸气过热,制冷能力下降,另外,会使蒸发器出口处的冷媒过热度偏大,经过压缩机增压后,排气温度显著提高,系统内润滑油在高温环境下变稀,润滑油质量变差,降低压缩机运行可靠性,排气温度长时间稳定不下来,影响空调可靠性,所以,如何合理地对电子膨胀阀开度的控制至关重要。但是现有的调节方式都十分单一,使得电子膨胀阀的控制并不合理。
发明内容
为了解决现有技术中如何合理地对电子膨胀阀的开度进行控制的技术问题,本发明提出了一种电子膨胀阀的控制方法、空调及其控制方法。
本发明提出的电子膨胀阀的控制方法,包括:
判断环境温度是否大于预设的阀值范围;
若是大于,则采用PD控制方法来调节电子膨胀阀的开度;
若是小于或等于,则采用PID控制方法来调节电子膨胀阀的开度。
优选的,所述阈值范围为3-8℃。
优选的,采用PD控制方法或PID控制方法调整所述电子膨胀阀的开度后,在一定时间内判断压缩机的排气温度是否稳定,若稳定,再根据所述环境温度判断是否需要再次调节。若不稳定,延长所述电子膨胀阀在当前开度的时间,再继续判断压缩机的排气温度是否稳定。
具体的,判断所述压缩机排气温度是否稳定具体为一定时间内判断压缩机的最大排气温度减去最小排气温度是否小于或等于温度阈值。
在本实施例中,所述PD控制方法和PID控制方法通过控制所述电子膨胀阀的输入电压和监控所述电子膨胀阀的反馈电压来调节开度。
具体的,所述PD控制方法具体采用公式KpΔe(k)+Kle(k)来计算得到所述电子膨胀阀的电压的增量Δu(k),所述Kp为比例系数,KI为包含了时间常数的微分系数,所述e(k)为所述电子膨胀阀当前开度的反馈电压,所述Δe(k)为所述电子膨胀阀的当前开度的反馈电压减去上一次调节时开度对应的反馈电压的差值。
具体的,所述PID控制方法具体采用公式KpΔe(k)+Kle(k)+ Kd [Δe(k)-Δe(k-1)]来计算得到所述电子膨胀阀的电压的增量Δu(k),所述Kp为比例系数,KI为微分系数,Kd为积分系数,所述e(k)为所述电子膨胀阀当前开度的反馈电压,所述Δe(k)为所述电子膨胀阀的当前开度的反馈电压减去上一次调节时开度对应的反馈电压的差值,所述Δe(k-1)为所述电子膨胀阀的上一次调节时开度对应的反馈电压减去上上次调节时开度对应的反馈电压的差值。
本发明提出的空调的控制方法,采用了上述技术方案中的控制方法控制电子膨胀阀。
本发明提出的空调,采用了上述空调的控制方法。
本发明通过不同的环境温度采用不同的控制方法来控制电子膨胀阀的开度,使电子膨胀阀的开度控制更加合理,加强了空调运行的可靠性,而且还可以使空调快速反应进入状态。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明,其中:
图1是本发明的空调的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的原理及实施例。
图1示出的是本发明空调在制热时的控制流程图。制热时,当压缩机满足开机条件,压缩机和外风机运行,电子膨胀阀开到最大,此时,内机进行防冷风运行。
根据感温包所检测的环境温度(例如室外环境温度),判断室外环境温度是否大于预设的阀值范围,如果大于,则采用PD控制方法(比例微分控制方法)来调节电子膨胀阀的开度,若是小于或等于,则采用PID控制方法(比例微分积分控制方法)来调节电子膨胀阀的开度。本实施例中,阈值范围具体为3-8℃,本领域内的技术人员可以根据需要取阈值范围内的任意一个温度值来进行判断,例如,取端点温度中的3℃,当室外环境温度大于3℃时,采用PD控制方法,否则采用PID控制方法。本发明的PD控制方法和PID控制方法采用相应的算法控制对电子膨胀阀的电压信号输出(即电子膨胀阀的输入电压),然后监控电子膨胀阀的反馈电压作为算法的输入,该反馈电压具体指的是电子膨胀阀阀磁线圈上的输入电压。
本发明的PD控制方法主要包含比例环节(P)和微分环节(D)。比例环节可以实时成比例地反映控制系统的偏差,偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减少偏差。微分环节能反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减小调节时间。具体的,PD控制方法采用公式KpΔe(k)+Kle(k)来计算得到电子膨胀阀的电压的增量Δu(k),其中 Kp为比例系数,KI为包含了时间常数的微分系数, e(k)为电子膨胀阀当前开度的反馈电压,Δe(k)为电子膨胀阀的当前开度的反馈电压减去上一次调节时开度对应的反馈电压的差值,即Δe(k)= e(k)- Δe(k-1)。比例系数Kp和微分系数KI本领域技术人员可以根据实验数据算出,不同的目标需求对应的系数也不同。
本发明的PID控制方法主要包含比例环节(P)、积分环节(I)和微分环节(D)。比例环节和微分环节所起的作用与PD控制相同,在这中间加入了积分环节主要用于消除静差,提高系统的误差度。积分作用的强弱取决于积分时间,积分时间越大,积分作用越弱,反之则越强。积分环节的加入可以保证控制系统的控制精度。通过延长维持时间避免排气温度未稳定,膨胀阀又再次调整,使得排气长时间不稳定,影响空调系统过热度等参数,使空调可靠运行。PID控制方法具体采用公式KpΔe(k)+Kle(k)+ Kd [Δe(k)-Δe(k-1)]来计算得到电子膨胀阀的电压的增量Δu(k),其中Kp为比例系数,KI为微分系数,Kd为积分系数,e(k)为电子膨胀阀当前开度的反馈电压,Δe(k)为所述电子膨胀阀的当前开度的反馈电压减去上一次调节时开度对应的反馈电压的差值,即Δe(k)= e(k)- Δe(k-1)。Δe(k-1)为电子膨胀阀的上一次调节时开度对应的反馈电压减去上上次调节时开度对应的反馈电压的差值,即Δe(k-1)= e(k-1)- e(k-2)。
采用PD控制方法或PID控制方法调整电子膨胀阀的开度后,通过延长电子膨胀阀在调整后的当前开度的停留时间,使得压缩机的排气温度趋于稳定 后再判定是否再次调节,也就是说在一定时间内判断压缩机的排气温度是否稳定,若稳定,再根据室外环境温度判断是否需要再次调节,避免过度调节,还可进一步优化控制。若不稳定,则延长电子膨胀阀在当前开度的时间,再继续判断压缩机的排气温度是否稳定。具体的,判断压缩机排气温度是否稳定具体为一定时间内判断压缩机的最大排气温度减去最小排气温度是否小于或等于温度阈值。具体的一定时间以及延长电子膨胀阀在当前开度的时间等,可以由本领域内技术人员根据需要来设定具体的时间值,例如一定时间可以取30秒、35秒等,当不稳定时,可以延长电子膨胀阀保持当前开度30秒后,再进行下一次判断。如此循环,直到温差值控制在合理范围,可有效解决室外不同温度时,膨胀阀具体停留时间的智能调整。
在电子膨胀阀调节以后,内风机运行。若是此时室内温度大于设定温度值时,此时压缩机和外风机可以停止运行一段时间,例如停止3min,之后再根据需要开启压缩机和外风机继续循环制热步骤。若是此时室内温度小于或等于设定温度值,判断是否达到了除霜条件,若是的话要进行除霜,并且在除霜后继续调节电子膨胀阀步骤,若不需要除霜则内风机继续运行。
除了上述的空调的控制方法、电子膨胀阀的控制方法,对应的空调也属于本发明的保护范围。
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 (10)

1.一种电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,包括:
判断环境温度是否大于预设的阀值范围;
若是大于,则采用PD控制方法来调节电子膨胀阀的开度;
若是小于或等于,则采用PID控制方法来调节电子膨胀阀的开度。
2.如权利要求1所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,采用PD控制方法或PID控制方法调整所述电子膨胀阀的开度后,在一定时间内判断压缩机的排气温度是否稳定,若稳定,再根据所述环境温度判断是否需要再次调节。
3.如权利要求2所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,若不稳定,延长所述电子膨胀阀在当前开度的时间,再继续判断压缩机的排气温度是否稳定。
4.如权利要求2所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,判断所述压缩机排气温度是否稳定具体为一定时间内判断压缩机的最大排气温度减去最小排气温度是否小于或等于温度阈值。
5.如权利要求1所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,所述PD控制方法和PID控制方法通过控制所述电子膨胀阀的输入电压和监控所述电子膨胀阀的反馈电压来调节开度。
6.如权利要求5所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,所述PD控制方法具体采用公式KpΔe(k)+Kle(k)来计算得到所述电子膨胀阀的电压的增量Δu(k),所述Kp为比例系数,KI为包含了时间常数的微分系数,所述e(k)为所述电子膨胀阀当前开度的反馈电压,所述Δe(k)为所述电子膨胀阀的当前开度的反馈电压减去上一次调节时开度对应的反馈电压的差值。
7.如权利要求5所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,所述PID控制方法具体采用公式KpΔe(k)+Kle(k)+ Kd [Δe(k)-Δe(k-1)]来计算得到所述电子膨胀阀的电压的增量Δu(k),所述Kp为比例系数,KI为微分系数,Kd为积分系数,所述e(k)为所述电子膨胀阀当前开度的反馈电压,所述Δe(k)为所述电子膨胀阀的当前开度的反馈电压减去上一次调节时开度对应的反馈电压的差值,所述Δe(k-1)为所述电子膨胀阀的上一次调节时开度对应的反馈电压减去上上次调节时开度对应的反馈电压的差值。
8.如权利要求1至7任意一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于,所述阈值范围为3-8℃。
9.一种空调的控制方法,其特征在于,采用如权利要求1至8所述的控制方法控制电子膨胀阀。
10.一种空调,其特征在于,采用了如权利要求9所述的控制方法。
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