CN110657560B - 电子膨胀阀开度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直流变频制冷系统控制技术,解决了直流变频制冷系统在缺制冷剂时,使用现有的电子膨胀阀开度控制方法容易损坏压缩机的问题。技术方案概括为:电子膨胀阀开度控制方法,通过检测压缩机绕组温度,当压缩机绕组温度小于或等于阈值时,采用现有的基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,当压缩机绕组温度大于阈值时,采用本发明的基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,以限制压缩机绕组温度。有益效果是:本发明能够避免制冷系统在缺制冷剂状态运行时压缩机因绕组温度过高而损坏,在保护压缩机的同时提高系统性能。本发明特别适用于空调。
Description
技术领域
本发明涉及直流变频制冷系统控制技术,特别涉及对直流变频制冷系统中的电子膨胀阀的控制技术。
背景技术
直流变频制冷系统在出厂前,制冷剂是按照最佳的充注量,并且在设计制冷系统的电子膨胀阀开度控制规律时,现有技术中是采用基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,即电子膨胀阀开度是根据正常制冷剂充注量下的压缩机排气温度、室外环境温度和压缩机工作频率变化进行调节的。但是,制冷系统缺制冷剂是不可避免的,无论是在制冷系统存放期间,还是在制冷系统安装和使用期间,制冷剂都有可能泄漏。在正常制冷剂充注量下,压缩机绕组温度与排气温度间的差值比较稳定,当排气温度较高时可以通过调节电子膨胀阀的开度来进行排气温度控制,但随着制冷剂的不断泄漏,压缩机绕组温度与排气温度间的差值会越来越大,进而导致即使排气温度控制在较理想的范围内,压缩机绕组温度却可能会超过绝缘要求,使得压缩机容易被损坏。
发明内容
本发明为解决直流变频制冷系统在缺制冷剂时,使用现有的电子膨胀阀开度控制方法无法控制压缩机绕组温度而容易损坏压缩机的问题,提供一种电子膨胀阀开度控制方法。
为解决上述问题,本发明采用的技术方案是:
电子膨胀阀开度控制方法,应用于直流变频制冷系统,包括:
实时检测当前压缩机绕组温度,并判断当前压缩机绕组温度是否大于预设的压缩机绕组温度阈值,若否,则采用预设的基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,一旦当前压缩机绕组温度大于预设的压缩机绕组温度阈值,则采用预设的基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度;
所述基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法采用以下步骤:
步骤一、检测得到当前室外环境温度、当前系统缺制冷剂系数和当前压缩机工作频率;
步骤二、根据当前室外环境温度和当前系统缺制冷剂系数,从预设的室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表中查询得到与当前室外环境温度和当前系统缺制冷剂系数相对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线;
步骤三、根据当前压缩机工作频率和查询得到的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,得到当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度;
步骤四、判断当前压缩机绕组温度与当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度的大小,若当前压缩机绕组温度大于当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,则控制电子膨胀阀开度增大,若当前压缩机绕组温度小于当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,则控制电子膨胀阀开度减小;然后执行步骤一;
其中,所述压缩机目标绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值。
作为进一步优化,检测得到当前系统缺制冷剂系数的方法采用:检测当前压缩机排气温度,根据当前压缩机绕组温度和当前压缩机排气温度计算得到当前压缩机绕组温度与排气温度之差,然后根据当前室外环境温度、当前压缩机工作频率和当前压缩机绕组温度与排气温度之差,从预设的室外环境温度范围-压缩机工作频率范围-压缩机绕组温度与排气温度之差范围-系统缺制冷剂系数对应关系表中查询得到与当前室外环境温度、当前压缩机工作频率和当前压缩机绕组温度与排气温度之差相对应的系统缺制冷剂系数,并将该查询得到的系统缺制冷剂系数作为当前系统缺制冷剂系数。
作为进一步优化,所述步骤二中的室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表的获得方法采用:
预先划分多个室外环境温度范围和多个系统缺制冷剂系数范围;
对于每一个室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合,分别从该组合中的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围中选取一个室外环境温度和一个系统缺制冷剂系数,然后让直流变频制冷系统运行在该选取出的室外环境温度和系统缺制冷剂系数下,并分别让压缩机运行在多个不同的工作频率下,通过检测分别得到压缩机运行在各个工作频率时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,直流变频制冷系统能效最高时所对应的压缩机绕组温度,然后根据压缩机运行在各个工作频率时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,直流变频制冷系统能效最高时所对应的压缩机绕组温度进行拟合得到一条压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线,并将该压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线作为该室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线;
整合各个室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,得到室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表。
作为进一步优化,所述分别从该组合中的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围中选取一个室外环境温度和一个系统缺制冷剂系数具体是:选取该组合中的室外环境温度范围的中间值,选取该组合中的系统缺制冷剂系数范围的中间值。
作为进一步优化,采用最小二乘法进行拟合得到压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线。
有益效果是:本发明通过检测压缩机绕组温度,当压缩机绕组温度小于或等于阈值时,采用现有的基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,当压缩机绕组温度大于阈值时,采用本发明的基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,以限制压缩机绕组温度,避免制冷系统在缺制冷剂状态运行时压缩机因绕组温度过高而损坏,并且控制过程中,目标压缩机绕组温度是随室外环境温度、系统缺制冷剂系数和压缩机工作频率动态变化的,技术人员可以根据直流变频制冷系统在缺制冷剂状态下的实际能效、能耗、设备安全等需求,设定不同室外环境温度、不同系统缺制冷剂系数和不同压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,在保护压缩机的同时提高系统性能。本发明特别适用于空调。
具体实施方式
下面详细说明本发明的技术方案。
本发明提供的电子膨胀阀开度控制方法,应用于直流变频制冷系统,包括:
实时检测当前压缩机绕组温度,并判断当前压缩机绕组温度是否大于预设的压缩机绕组温度阈值,若否,则采用预设的基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,一旦当前压缩机绕组温度大于预设的压缩机绕组温度阈值,则采用预设的基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度;
所述基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法采用以下步骤:
步骤一、检测得到当前室外环境温度、当前系统缺制冷剂系数和当前压缩机工作频率;
步骤二、根据当前室外环境温度和当前系统缺制冷剂系数,从预设的室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表中查询得到与当前室外环境温度和当前系统缺制冷剂系数相对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线;
步骤三、根据当前压缩机工作频率和查询得到的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,得到当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度;
步骤四、判断当前压缩机绕组温度与当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度的大小,若当前压缩机绕组温度大于当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,则控制电子膨胀阀开度增大,若当前压缩机绕组温度小于当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,则控制电子膨胀阀开度减小;然后执行步骤一;
其中,所述压缩机目标绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值。
上述方案中,当压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值时,可以表示系统制冷剂充注量正常,此时采用现有的基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,即此时的电子膨胀阀开度是根据正常制冷剂充注量下的压缩机排气温度、室外环境温度和压缩机工作频率变化进行调节的,当压缩机绕组温度大于压缩机绕组温度阈值时,可以表示系统制冷剂不足,此时则采用基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,以限制压缩机绕组温度。具体的,采用基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法时,直流变频制冷系统中预存有室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表,根据采集到的相应参数从表中查询得到当前工况下的目标压缩机绕组温度,然后以目标压缩机绕组温度为基础,控制电子膨胀阀的开度。
对上述方法进行进一步的优化,具体可以有以下几个方面:
第一、检测得到当前系统缺制冷剂系数的方法可以采用:检测当前压缩机排气温度,根据当前压缩机绕组温度和当前压缩机排气温度计算得到当前压缩机绕组温度与排气温度之差,然后根据当前室外环境温度、当前压缩机工作频率和当前压缩机绕组温度与排气温度之差,从预设的室外环境温度范围-压缩机工作频率范围-压缩机绕组温度与排气温度之差范围-系统缺制冷剂系数对应关系表中查询得到与当前室外环境温度、当前压缩机工作频率和当前压缩机绕组温度与排气温度之差相对应的系统缺制冷剂系数,并将该查询得到的系统缺制冷剂系数作为当前系统缺制冷剂系数。
上述通过预设的对应关系表查询即可得到系统缺制冷剂系数,方便快捷,占用系统资源较少,如果根据各种实时参数数据计算精确的系统缺制冷剂系数的话,获得系统缺制冷剂系数的时间将会明显有延迟,进而影响系统响应速度。
第二、步骤二中的室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表的获得方法可以采用:
预先划分多个室外环境温度范围和多个系统缺制冷剂系数范围;
对于每一个室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合,分别从该组合中的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围中选取一个室外环境温度和一个系统缺制冷剂系数,然后让直流变频制冷系统运行在该选取出的室外环境温度和系统缺制冷剂系数下,并分别让压缩机运行在多个不同的工作频率下,通过检测分别得到压缩机运行在各个工作频率时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,直流变频制冷系统能效最高时所对应的压缩机绕组温度,然后根据压缩机运行在各个工作频率时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,直流变频制冷系统能效最高时所对应的压缩机绕组温度进行拟合得到一条压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线,并将该压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线作为该室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线;
整合各个室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,得到室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表。
具体的,上述获取对应关系表的方法中,分别从该组合中的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围中选取一个室外环境温度和一个系统缺制冷剂系数具体可以是:选取该组合中的室外环境温度范围的中间值,选取该组合中的系统缺制冷剂系数范围的中间值;另外,可以采用最小二乘法进行拟合得到压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线。
上述是通过进行实验而得到室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表的。首先划分多个室外环境温度范围和多个系统缺制冷剂系数范围;将划分出的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围进行两两组合,再从每个组合中选取一个室外环境温度典型值和一个系统缺制冷剂系数典型值,使制冷系统运行在特定的室外环境温度以及系统缺制冷剂系数工况下;在该工况下,再检测出压缩机运行在多个频率点时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,在每个频率点达到最高能效时所对应的压缩机绕组温度;然后根据各个工作频率-压缩机绕组温度点,采用最小二乘法进行拟合就能得到一条压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线,该条曲线就可以作为相应室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,基于该曲线控制电子膨胀阀的开度,不仅能够将压缩机绕组温度稳定在压缩机绕组温度阈值以下,而且能够使制冷系统达到最佳的能效。
Claims (4)
1.电子膨胀阀开度控制方法,应用于直流变频制冷系统,其特征在于,包括:
实时检测当前压缩机绕组温度,并判断当前压缩机绕组温度是否大于预设的压缩机绕组温度阈值,若否,则采用预设的基于压缩机排气温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度,一旦当前压缩机绕组温度大于预设的压缩机绕组温度阈值,则采用预设的基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法来控制电子膨胀阀的开度;
所述基于压缩机绕组温度的电子膨胀阀开度控制方法采用以下步骤:
步骤一、检测得到当前室外环境温度、当前系统缺制冷剂系数和当前压缩机工作频率;
步骤二、根据当前室外环境温度和当前系统缺制冷剂系数,从预设的室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表中查询得到与当前室外环境温度和当前系统缺制冷剂系数相对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线;
步骤三、根据当前压缩机工作频率和查询得到的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,得到当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度;
步骤四、判断当前压缩机绕组温度与当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度的大小,若当前压缩机绕组温度大于当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,则控制电子膨胀阀开度增大,若当前压缩机绕组温度小于当前压缩机工作频率所对应的目标压缩机绕组温度,则控制电子膨胀阀开度减小;然后执行步骤一;
其中,所述目标压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值;
检测得到当前系统缺制冷剂系数的方法采用:检测当前压缩机排气温度,根据当前压缩机绕组温度和当前压缩机排气温度计算得到当前压缩机绕组温度与排气温度之差,然后根据当前室外环境温度、当前压缩机工作频率和当前压缩机绕组温度与排气温度之差,从预设的室外环境温度范围-压缩机工作频率范围-压缩机绕组温度与排气温度之差范围-系统缺制冷剂系数对应关系表中查询得到与当前室外环境温度、当前压缩机工作频率和当前压缩机绕组温度与排气温度之差相对应的系统缺制冷剂系数,并将该查询得到的系统缺制冷剂系数作为当前系统缺制冷剂系数。
2.如权利要求1所述的电子膨胀阀开度控制方法,其特征在于,所述步骤二中的室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表的获得方法采用:
预先划分多个室外环境温度范围和多个系统缺制冷剂系数范围;
对于每一个室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合,分别从该组合中的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围中选取一个室外环境温度和一个系统缺制冷剂系数,然后让直流变频制冷系统运行在该选取出的室外环境温度和系统缺制冷剂系数下,并分别让压缩机运行在多个不同的工作频率下,通过检测分别得到压缩机运行在各个工作频率时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,直流变频制冷系统能效最高时所对应的压缩机绕组温度,然后根据压缩机运行在各个工作频率时,在压缩机绕组温度小于或等于压缩机绕组温度阈值的范围内,直流变频制冷系统能效最高时所对应的压缩机绕组温度进行拟合得到一条压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线,并将该压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线作为该室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线;
整合各个室外环境温度范围与系统缺制冷剂系数范围的组合所对应的目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线,得到室外环境温度范围-系统缺制冷剂系数范围-目标压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化曲线对应关系表。
3.如权利要求2所述的电子膨胀阀开度控制方法,其特征在于,所述分别从该组合中的室外环境温度范围和系统缺制冷剂系数范围中选取一个室外环境温度和一个系统缺制冷剂系数具体是:选取该组合中的室外环境温度范围的中间值,选取该组合中的系统缺制冷剂系数范围的中间值。
4.如权利要求2所述的电子膨胀阀开度控制方法,其特征在于,采用最小二乘法进行拟合得到压缩机绕组温度随压缩机工作频率变化的曲线。
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