CN111076367A - 一种电子膨胀阀开度控制方法、计算机可读存储介质及空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子膨胀阀开度控制方法、计算机可读存储介质及空调，通过检测空调运行的相关参数计算目标吸气过热度和实际吸气过热度，计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值，依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度。本发明根据动态变化的空调参数计算出目标吸气过热度和实际吸气过热度，并依据两者偏差实现最佳最匹配的电子膨胀阀开度调整，实现了动态最佳目标控制。

Description

一种电子膨胀阀开度控制方法、计算机可读存储介质及空调

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种电子膨胀阀开度控制方法、计算机可读存储介质及空调。

背景技术

由于室内外环境状态是变化的（如内环在逐渐降低，外环随着日照变化而变化），系统执行器的控制状态是变化的，系统内冷媒流量是处于动态变化的，开度控制需要进行动态控制，以保证系统内冷媒量最佳以及系统运行可靠性。目前电子膨胀阀开度控制通常以吸气过热度、排气过热度、排气温度等作为控制目标，通过目标参数与实际参数的对比，对电子膨胀阀进行开大或关小控制；但目标参数一般为固定值/固定范围或根据不同工况给定不同的固定值，不能根据系统具体的运行特征进行动态最佳目标控制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种电子膨胀阀开度控制方法，通过动态吸气过热度控制电子膨胀阀开度，解决了由于固定目标参数或固定范围目标参数带来的系统运行能效不佳问题，以及由于参数控制不佳带来的系统可靠性问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电子膨胀阀开度控制方法，通过检测空调运行的相关参数计算目标吸气过热度和实际吸气过热度，计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值，依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度。根据动态变化的空调参数计算出目标吸气过热度和实际吸气过热度，并依据两者偏差实现最佳最匹配的电子膨胀阀开度调整，实现了动态最佳目标控制。

进一步的，所述通过检测空调运行的相关参数计算目标吸气过热度具体为：检测压缩机排气温度T_排气、压缩机运行频率F、室内侧换热器温度T_内换热器、室外侧换热器温度T_外换热器，计算目标吸气过热度△T_target=T_排气+a1*F+b1*T_内换热器+c1*T_外换热器+d1，其中a1、b1、c1、d1均为预设常数值。通过上述动态空调参数可以实时计算并更新目标吸气过热度，以适配各种情况下的电子膨胀阀开度调整，同时保证了控制调整更精确。

进一步的，通过检测空调运行的相关参数计算实际吸气过热度具体为：检测压缩机吸气温度T_吸气、蒸发侧换热器温度T_{蒸发器换热器}、压缩机运行频率F,计算实际吸气过热度△T_实际=T_吸气-T_{蒸发侧换热器}+a2*F+b2，其中a2、b2均为预设常数值。通过上述动态空调参数可以实时计算并更新实际吸气过热度，配合实时更新的目标吸气过热度，确保计算两者的偏差时是实时更新且准确的，保证了后续的计算分析正确无误。

进一步的，所述计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值具体为：偏差值△T_偏差=△T_实际-△T_target。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T_偏差≥△T1，则判断电子膨胀阀处于急开控制区，每t1 s电子膨胀阀开大△P1开度，其中△T1为预设偏差值，t1为预设时间值，△P1为预设开度值。当判断电子膨胀阀处于急开控制区，说明需要尽快加大电子膨胀阀开度，这时候以最快时间最大开度增大电子膨胀阀开度，同时不影响机组整体的运行稳定性，通过偏差值的比较判断可以保证判断的准确率。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T2≤△T_偏差≤△T1，则判断电子膨胀阀处于缓开控制区，每t2 s电子膨胀阀开大△P2开度，其中△T2为预设偏差值，t2为预设时间值，△P2为预设开度值。当判断电子膨胀阀处于缓开控制区，说明机组并不需要很着急增大电子膨胀阀开度，以较缓的速度增大开度，可以确保机组的稳定高效，在一定程度上可以节省能耗。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T3≤△T_偏差≤△T2，则判断电子膨胀阀处于稳定控制区，维持当前电子膨胀阀开度，其中△T3为预设偏差值。 当判断电子膨胀阀处于稳定控制区表明当前开度机组运行是稳定的，不需要过多的调整，避免意外情况发生。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T4≤△T_偏差≤△T3，则判断电子膨胀阀处于缓关控制区，每t3 s电子膨胀阀关小△P3开度，其中△T4为预设偏差值，t3为预设时间值，△P3为预设开度值。当判断电子膨胀阀处于缓关控制，其与缓开控制是相对应的，在不影响机组运行的情况下缓慢关小开度。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T_偏差＜△T4，则判断电子膨胀阀处于急关控制区，每t4 s电子膨胀阀关小△P4开度，其中t4为预设时间值，△P4为预设开度值。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据偏差值变化量大小确定不同的参数P，对应的开度变化量为△P_P=P*ΔT_偏差；根据ΔT_偏差在连续n个相同时间间隔的平均变化量大小，确定不同平均变化量对应的控制参数I，对应的开度变化量为△P_I=I*ΔT_{偏差平均值}；根据ΔT_偏差的变化量大小，确定不同的控制参数D，对应的开度变化量△P_D=D*(ΔT_偏差n-ΔT_偏差n-1）；对应的电子膨胀阀开度P=P_当前开度+（△P_P +△P_I +△P_D）。通过对吸气过热度偏差的各种情况分析计算获得对应的变化量，进而综合分析调整电子膨胀阀开度，实现了更加精确的控制目的，保证开度的调整满足当前工作环境状态。

进一步的，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：在依据偏差值计算分析时，采用模糊控制结合PID控制作为电子膨胀阀开度调整的控制方法。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现以上任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

本发明提供的一种电子膨胀阀开度控制方法、计算机可读存储介质及空调的有益效果在于：根据不同系统运行特征进行动态吸气过热度控制，实现在该运行工况下系统内冷媒流量达到最佳、系统能力能效达到最佳，保证空调系统较高的换热器换热效率以及全工况的高效运行。

附图说明

图1为本发明模糊控制结合PID控制的流程示意图；

图2为本发明模糊控制流程示意图；

图3为本发明PID控制流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例1：一种电子膨胀阀开度控制方法。

参照图2所示，一种电子膨胀阀开度控制方法，具体步骤如下：

通过检测压缩机排气温度T_排气、压缩机运行频率F、室内侧换热器温度T_内换热器、室外侧换热器温度T_外换热器，计算目标吸气过热度△T_target=T_排气+a1*F+b1*T_内换热器+c1*T_外换热器+d1，通过检测压缩机吸气温度T_吸气、蒸发侧换热器温度T_{蒸发器换热器}、压缩机运行频率F,计算实际吸气过热度△T_实际=T_吸气-T_{蒸发侧换热器}+a2*F+b2，计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值△T_偏差=△T_实际-△T_target，依据偏差值区分并通过模糊控制调整电子膨胀阀开度，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小控制，具体为：

当△T_偏差≥△T1，则判断电子膨胀阀处于急开控制区，每t1 s电子膨胀阀开大△P1开度；

当△T2≤△T_偏差≤△T1，则判断电子膨胀阀处于缓开控制区，每t2 s电子膨胀阀开大△P2开度；

当△T3≤△T_偏差≤△T2，则判断电子膨胀阀处于稳定控制区，维持当前电子膨胀阀开度；

当△T4≤△T_偏差≤△T3，则判断电子膨胀阀处于缓关控制区，每t3 s电子膨胀阀关小△P3开度；

当△T_偏差＜△T4，则判断电子膨胀阀处于急关控制区，每t4 s电子膨胀阀关小△P4开度。

本实施例中，通过对电子膨胀阀具体区分为急开控制、缓开控制、稳定控制、缓关控制、急关控制区域并进行定义，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小控制，实现在该运行工况下系统内冷媒流量达到最佳、系统能力能效达到最佳，保证空调系统较高的换热器换热效率以及全工况的高效运行。

实施例2：一种电子膨胀阀开度控制方法。

参照图3所示，一种电子膨胀阀开度控制方法，具体步骤如下：

通过检测压缩机排气温度T_排气、压缩机运行频率F、室内侧换热器温度T_内换热器、室外侧换热器温度T_外换热器，计算目标吸气过热度△T_target=T_排气+a1*F+b1*T_内换热器+c1*T_外换热器+d1，通过检测压缩机吸气温度T_吸气、蒸发侧换热器温度T_{蒸发器换热器}、压缩机运行频率F,计算实际吸气过热度△T_实际=T_吸气-T_{蒸发侧换热器}+a2*F+b2，计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值△T_偏差=△T_实际-△T_target，依据偏差值区分并通过PID控制调整电子膨胀阀开度，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小控制，具体为：

根据（ΔT_偏差n—ΔT_偏差n-1）、[（ΔT_偏差n-1—ΔT_偏差n-2）—（ΔT_偏差n—ΔT_偏差n-1）]的变化量大小，确定不同的参数P，对应的开度变化量为为△P_P=P*ΔT_偏差；

根据（ΔT_偏差n—ΔT_偏差n-1）在连续n个相同时间间隔的平均变化量大小，确定不同平均变化量对应的控制参数I，对应的开度变化量为△P_I=I*ΔT_{偏差平均值}；

根据（ΔT_偏差n—ΔT_偏差n-1）的变化量大小，确定不同的控制参数D，对应的开度变化量△P_D=D*(ΔT_偏差n-ΔT_偏差n-1）；

对应的电子膨胀阀开度P=P_当前开度+（△P_P +△P_I +△P_D），△P_P 、△P_I 、△P_D开度控制变化量会根据具体的设计目标和工况进行上下限范围控制。

本实施例中，通过对吸气过热度偏差的各种情况分析计算获得对应的变化量，进而综合分析调整电子膨胀阀开度，实现了更加精确的控制目的，保证开度的调整满足当前工作环境状态。

实施例3：一种电子膨胀阀开度控制方法。

参照图1所示，在依据偏差值计算分析时，采用模糊控制结合PID控制作为电子膨胀阀开度调整的控制方法；模糊控制具体如实施例1所述的电子膨胀阀开度控制方法，PID控制具体如实施例2所述的电子膨胀阀开度控制方法。

实施例4：一种计算机可读存储介质。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现实施例1至实施例3任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

实施例5：一种空调。

一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现实施例1至实施例3任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种电子膨胀阀开度控制方法，其特征在于，通过检测空调运行的相关参数计算目标吸气过热度和实际吸气过热度，计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值，依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度。

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，所述通过检测空调运行的相关参数计算目标吸气过热度具体为：检测压缩机排气温度T_排气、压缩机运行频率F、室内侧换热器温度T_内换热器、室外侧换热器温度T_外换热器，计算目标吸气过热度△T_target=T_排气+a1*F+b1*T_内换热器+c1*T_外换热器+d1，其中a1、b1、c1、d1均为预设常数值。

3.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，通过检测空调运行的相关参数计算实际吸气过热度具体为：检测压缩机吸气温度T_吸气、蒸发侧换热器温度T_{蒸发器换热器}、压缩机运行频率F,计算实际吸气过热度△T_实际=T_吸气-T_{蒸发侧换热器}+a2*F+b2，其中a2、b2均为预设常数值。

4.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，所述计算实际吸气过热度与目标吸气过热度的偏差值具体为：偏差值△T_偏差=△T_实际-△T_target。

5.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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T_偏差≥△T1，则判断电子膨胀阀处于急开控制区，每t1 s电子膨胀阀开大△P1开度，其中△T1为预设偏差值，t1为预设时间值，△P1为预设开度值。

6.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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T2≤△T_偏差≤△T1，则判断电子膨胀阀处于缓开控制区，每t2 s电子膨胀阀开大△P2开度，其中△T2为预设偏差值，t2为预设时间值，△P2为预设开度值。

7.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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T3≤△T_偏差≤△T2，则判断电子膨胀阀处于稳定控制区，维持当前电子膨胀阀开度，其中△T3为预设偏差值。

8. 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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T4≤△T_偏差≤△T3，则判断电子膨胀阀处于缓关控制区，每t3 s电子膨胀阀关小△P3开度，其中△T4为预设偏差值，t3为预设时间值，△P3为预设开度值。

9.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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据不同的吸气过热度偏差值ΔT_偏差的范围，对电子膨胀阀进行不同开关速度和开关大小的动态控制，具体控制方法为模糊控制，当△T_偏差＜△T4，则判断电子膨胀阀处于急关控制区，每t4 s电子膨胀阀关小△P4开度，其中t4为预设时间值，△P4为预设开度值。

10.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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：根据偏差值变化量大小确定不同的参数P，对应的开度变化量为△P_P=P*ΔT_偏差；根据ΔT_偏差在连续n个相同时间间隔的平均变化量大小，确定不同平均变化量对应的控制参数I，对应的开度变化量为△P_I=I*ΔT_{偏差平均值}；根据ΔT_偏差的变化量大小，确定不同的控制参数D，对应的开度变化量△P_D=D*(ΔT_偏差n-ΔT_偏差n-1）；对应的电子膨胀阀开度P=P_当前开度+（△P_P +△P_I +△P_D）。

11.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，所述依据偏差值进行计算分析调整电子膨胀阀开度具体为：在依据偏差值计算分析时，采用模糊控制结合PID控制作为电子膨胀阀开度调整的控制方法。

12.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器调用时实现权利要求1-11任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

13.一种空调，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1-11任一项所述的电子膨胀阀开度控制方法。

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