CN110906516B - 变频空调膨胀阀初始开度控制方法及变频空调 - Google Patents
变频空调膨胀阀初始开度控制方法及变频空调 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了变频空调膨胀阀初始开度控制方法及变频空调,包括:空调开机运行后判断空调运行模式,并采集初始运行参数;若处于制冷模式或制热模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定。本发明能够让初始开度适应各种变工况开机环境,能在开机阶段迅速调整到最佳流量,可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于空调器技术领域,具体涉及一种变频空调膨胀阀初始开度控制方法及变频空调。
背景技术
目前变频空调器在运行过程中由于内外环境温度变化、频率变化以及使用负荷变化,需要随时调整冷媒流量以适应这种变工况运行,通过电子膨胀阀的开度增加流量增加,开度减小流量减小来进行冷媒适配,以在系统运行可靠的基础上,充分发挥系统换热效率,提高制冷制热效果。
目前行业解决方案是变频空调在制冷、制热运行过程中根据温度参数和频率的变化适时调整电子膨胀阀的开度,以适配这种变化,保证系统运行高效可靠,但在制冷、制热开机时行业一般为了简单,大多采用固定膨胀阀开度或者根据内外环境温度进行分段固定开度,这样的控制逻辑虽然简单,但在实际控制中由于初始开度和运行初始环境的不匹配,会影响系统在初始制冷、制热开机阶段无法迅速调整到最佳流量,影响制冷制热速度,而且还可能在较极端环境下出现流量过小或过大带来压缩机过温保护或液击等可靠性风险。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足,本发明提供了一种能够让初始开度适应各种变工况开机环境、能在开机阶段迅速调整到最佳流量、可靠性高的变频空调膨胀阀初始开度控制方法。
变频空调膨胀阀初始开度控制方法,包括如下步骤:
空调开机运行后,判断空调是处于制热模式还是制冷模式,并采集初始运行参数,所述初始运行参数包括初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速;
若处于制冷模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比;
若处于制热模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比。
进一步地,所述初始运行参数还包括室内环境温度和室外环境温度;
所述初始开度还由环境温度修正开度确定,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为室内环境温度与室外环境温度之和跟预设温度之差。
变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
所述控制单元,用于在制冷模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比。
变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
所述控制单元,用于在制热模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比。
变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
室内温度传感器,用于获取室内环境温度并发送至控制单元;
室外温度传感器,用于获取室外环境温度并发送至控制单元;
所述控制单元,用于在制冷模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速、室外电机初始转速、室内环境温度和室外环境温度确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度、环境温度修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为室内环境温度与室外环境温度之和跟预设温度之差。
变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
室内温度传感器,用于获取室内环境温度并发送至控制单元;
室外温度传感器,用于获取室外环境温度并发送至控制单元;
所述控制单元,用于在制热模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速、室外电机初始转速、室内环境温度和室外环境温度确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度、环境温度修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为室内环境温度与室外环境温度之和跟预设温度之差。
相比于现有技术,本发明具有如下有益效果:
1、本发明通过将空调初始开度的调整与初始工况关联起来(如初始频率、室内外电机初始转速)并将其进行量化,实现了在初始制冷、制热开机阶段迅速调整到最佳流量,让初始开度和影响冷媒流量的因素动态耦合,以实现合理适配,在开机时就充分发挥系统换热能力,解决了现有技术中膨胀阀初始开度与运行初始环境不匹配的问题,提高了空调的可靠性,让初始开度能够自动适应各种变工况开机环境;
2、本发明通过将室内外环境温度对空调初始开度的影响进行量化,能够进一步提高制冷制热的速度和运行效率。
附图说明
图1为本发明控制方法的流程示意图;
图2为本发明变频空调的结构示意图;
其中,1控制单元,2压缩机,3室内电机,4室外电机,5膨胀阀,6频率获取单元,7室内转速传感器,8室外转速传感器,9室内温度传感器,10室外温度传感器。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
本发明的第一方面,变频空调膨胀阀初始开度控制方法,如图1所示,包括如下步骤:
空调开机运行后,判断空调是处于制热模式还是制冷模式,并采集初始运行参数,所述初始运行参数包括初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速;
若处于制冷模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比;
若处于制热模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比。
所述初始开度的确定可以是将预修正开度、室内转速修正开度和室外电机修正开度相加。所述基准频率和初始频率是指压缩机的运行频率。所述基准频率、基准开度、室内电机基准转速以及室外电机基准转速是预设的用于计算初始开度的基准值,其中基准开度是在固定频率、固定内外环境温度、固定室内外风量(电机转速)下的一个膨胀阀开度固定值,并以此作为参考和比例基准根据参数变化方向进行开度增加减小控制。
申请人在实践中发现,在空调系统确定后,冷媒流量主要和运行频率,内外环境温度和内外风量(电机转速)相关,因此本申请中初始开度的适配算法也是将这些因素考虑了进去,根据参数的各种组合变化,动态适配合适的冷媒流量,充分发挥系统启动后的制冷制热效果,让变频空调能力和效率得以迅速发挥。具体地,电子膨胀阀开度和参数适配对应关系分别为:频率越高开度(流量)越大;制冷时室内风量(电机转速)越高开度(流量)越大,室外风量(电机转速)越高开度(流量)越小;制热时室内风量(电机转速)越高开度(流量)越小,室外风量(电机转速)越高开度(流量)越大。可以看出,室内外电机转速和基准的关系在制冷、制热时是不一样的,需要区别处理。
本发明通过将空调初始开度的调整与初始工况关联起来(如初始频率、室内外电机初始转速)并将其进行量化,实现了在初始制冷、制热开机阶段迅速调整到最佳流量,让初始开度和影响冷媒流量的因素动态耦合,以实现合理适配,在开机时就充分发挥系统换热能力,解决了现有技术中膨胀阀初始开度与运行初始环境不匹配的问题,提高了空调的可靠性,让初始开度能够自动适应各种变工况开机环境。
作为进一步优化的方案,所述初始运行参数还包括室内环境温度和室外环境温度;
所述初始开度还由环境温度修正开度确定,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为室内环境温度与室外环境温度之和跟预设温度之差。
所述初始开度的确定可以是将预修正开度、室内转速修正开度、室外电机修正开度和环境温度修正开度相加。所述预设温度是用于计算初始开度的预设值,本方案中的基准开度是在固定频率、固定内外环境温度、固定室内外风量(电机转速)下的一个膨胀阀开度固定值,制热模式和制冷模式下的基准开度可以不相同。
申请人在实践中发现,在空调系统确定后,冷媒流量除了和运行频率、内外风量(电机转速)相关,还与内外环境温度相关,因此本申请中初始开度的适配算法还将这个因素考虑了进去,根据参数的各种组合变化,动态适配合适的冷媒流量,充分发挥系统启动后的制冷制热效果,让变频空调能力和效率得以迅速发挥。具体地,电子膨胀阀开度和参数适配对应关系还表现为:内外环境温度越高开度(流量)越大。
本发明通过将室内外环境温度对空调初始开度的影响进行量化,能够进一步提高制冷制热的速度和运行效率。
本发明的第二方面,变频空调,如图2所示,包括控制单元1以及分别与所述控制单元1连接的压缩机2、室内电机3、室外电机4和膨胀阀5,还包括:
频率获取单元6,用于获取所述压缩机2的初始频率并发送至所述控制单元1;
室内转速传感器7,用于获取所述室内电机3初始转速并发送至所述控制单元1;
室外转速传感器8,用于获取所述室外电机4初始转速并发送至所述控制单元1;
所述控制单元1,用于在制冷模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀5进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比;
所述控制单元1,还用于在制热模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀5进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比。
所述控制单元1分别与所述频率获取单元6、室内转速传感器7、室外转速传感器8连接。
所述控制单元可以是MCU。变频空调获取压缩机的初始频率以及室内外电机的初始转速都属于现有技术,在此不予赘述。
作为进一步优化的方案,所述变频空调,还包括:
室内温度传感器9,用于获取室内环境温度并发送至控制单元1;
室外温度传感器10,用于获取室外环境温度并发送至控制单元1;
所述控制单元1,用于在制冷模式或制热模式下除所述初始频率、室内电机初始转速、室外电机初始转速外还根据室内环境温度和室外环境温度确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀5进行调整;所述初始开度除预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度外还由环境温度修正开度确定,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为室内环境温度与室外环境温度之和跟预设温度之差。
所述控制单元1分别与室内温度传感器9和室外温度传感器10连接。
以下列举实施例对本发明作进一步说明:
实施例1:
变频空调膨胀阀的初始开度控制,如图1所示,可包括如下步骤:
S1:空调开机运行后,首先判断空调运行模式,若是制冷模式则执行步骤S2,如果是制热模式则执行步骤S3;
S2:制冷模式下,控制单元首先接受各传感器反馈的频率、内外环境温度、内外电机转速然后执行S21;
S3:制热模式下,控制单元首先接受各传感器反馈的频率、内外环境温度、内外电机转速然后执行S31;
其中:Pcs为膨胀阀初始开度,Fcs为初始频率,Fjz为基准频率,Pjz为基准开度,Dijz为室内电机基准转速,Dics为室内电机初始转速,Dojz为室外电机基准转速,Docs为室外电机初始转速,K1~K4为预设系数。
所述基准频率、基准开度、室内外电机基准转速等基准参数都是定值,一般是在某个固定频率下(如额定制冷和额定制热),对应匹配最优的参数。不同型号的空调可以有不同基准参数设置。
所述预设系数的大小设置是根据各个参数的影响权重而进行的比例调节。举例来说,所述系数K1可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K2可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K3可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K4可以是5~15,特别地,预设优选为10。
实施例2:
变频空调膨胀阀的初始开度控制,如图1所示,可包括如下步骤:
S1:空调开机运行后,首先判断空调运行模式,若是制冷模式则执行步骤S2,如果是制热模式则执行步骤S3;
S2:制冷模式下,控制单元首先接受各传感器反馈的频率、内外环境温度、内外电机转速然后执行S21;
S3:制热模式下,控制单元首先接受各传感器反馈的频率、内外环境温度、内外电机转速然后执行S31;
其中:Pcs为膨胀阀初始开度,Fcs为初始频率,Fjz为基准频率,Pjz为基准开度,Dijz为室内电机基准转速,Dics为室内电机初始转速,Dojz为室外电机基准转速,Docs为室外电机初始转速,Tor为室外环境温度,Tir为室内环境温度,Tjz1为制冷模式下的预设温度,Tjz2为制热模式下的预设温度,K1~K6为预设系数。
所述预设系数的大小设置是根据各个参数的影响权重而进行的比例调节。举例来说,所述系数K1可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K2可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K3可以是7~15,特别地,预设优选为10。所述系数K4可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K5可以是5~15,特别地,预设优选为10。所述系数K6可以是1~5,特别地,预设优选为2.5。
另外,所述Tjz1可以是50~70(K),特别地,预设优选为59(K)。所述Tjz2可以是20~40(K),特别地,预设优选为27(K)。
以上所述仅为本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式,凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明的原理的前提下进行的若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.变频空调膨胀阀初始开度控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
空调开机运行后,判断空调是处于制热模式还是制冷模式,并采集初始运行参数,所述初始运行参数包括初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速;
若处于制冷模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比;
若处于制热模式,则根据所述初始运行参数计算初始开度,并根据所述初始开度对膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比。
2.根据权利要求1所述的变频空调膨胀阀初始开度控制方法,其特征在于:
所述初始运行参数还包括室内环境温度和室外环境温度;
所述初始开度还由环境温度修正开度确定,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为:室内环境温度与室外环境温度之和再减去预设温度之差。
3.变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,其特征在于,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
所述控制单元,用于在制冷模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比。
4.变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,其特征在于,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
所述控制单元,用于在制热模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速以及室外电机初始转速确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比。
5.变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,其特征在于,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
室内温度传感器,用于获取室内环境温度并发送至控制单元;
室外温度传感器,用于获取室外环境温度并发送至控制单元;
所述控制单元,用于在制冷模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速、室外电机初始转速、室内环境温度和室外环境温度确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度、环境温度修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机初始转速与室内电机基准转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机基准转速与室外电机初始转速之比成正比,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为:室内环境温度与室外环境温度之和再减去预设温度之差。
6.变频空调,包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的压缩机、室内电机、室外电机和膨胀阀,其特征在于,还包括:
频率获取单元,用于获取所述压缩机的初始频率并发送至所述控制单元;
室内转速传感器,用于获取所述室内电机初始转速并发送至所述控制单元;
室外转速传感器,用于获取所述室外电机初始转速并发送至所述控制单元;
室内温度传感器,用于获取室内环境温度并发送至控制单元;
室外温度传感器,用于获取室外环境温度并发送至控制单元;
所述控制单元,用于在制热模式下根据接收到的所述初始频率、室内电机初始转速、室外电机初始转速、室内环境温度和室外环境温度确定初始开度,并根据所述初始开度对所述膨胀阀进行调整;所述初始开度由预修正开度与室内电机修正开度、室外电机修正开度、环境温度修正开度确定,所述预修正开度为所述初始频率与基准频率之比跟基准开度的乘积,所述室内电机修正开度跟所述室内电机基准转速与室内电机初始转速之比成正比,所述室外电机修正开度跟所述室外电机初始转速与室外电机基准转速之比成正比,所述环境温度修正开度跟环境温度修正值成正比,所述环境温度修正值为:室内环境温度与室外环境温度之和再减去预设温度之差。
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