CN111380183A - 空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调技术领域，本发明旨在解决现有的电子膨胀阀控制方法存在响应不及时和精度差问题，提出一种空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，包括以下步骤；实时获取蒸发器的过热度以及排气温度；比较所述蒸发器的过热度与第一预设值的大小，若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置；若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据所述排气温度控制电子膨胀阀的位置。本发明通过在过热度偏大时采用过热度作为电子膨胀阀控制参数，在过热度较小或者为负值时采用排气温度作为电子膨胀阀控制参数，通过过热度控制与排气温度控制的结合，提高了电子膨胀阀控制的速度和准确度，适用于空调系统。

Description

空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体来说涉及一种电子膨胀阀控制方法。
背景技术
节流装置是空调系统实现制冷制热循环的必备件，随能效要求的提高现有空调及制冷系统多采用电子膨胀阀进行节流控制，电子膨胀阀控制的快速响应与精度对系统的能力与能效都有直接关系。
现有电子膨胀阀控制中有的采用过热度控制，有的采用排气温度控制，而二者都存在一定的技术缺陷。当采用过热度控制时，电子膨胀阀开度偏小时，其过热度值越大，过热度值能够很好的反映电子膨胀阀开度偏小的程度；但当电子膨胀阀开度过大时，其过热度为负值，其负值最低不会低于制冷剂在换热器压降对应的饱和温度降低(-2℃左右)，因此过热度在此时不能够充分反映电子膨胀阀开度过大的程度，依据PD或者PID控制都会引起电子膨胀阀关阀速度偏慢或者波动较大甚至于无法稳定等问题，特别是在变频多联机系统中，当负荷变化较大时，电子膨胀阀趋于稳定所需时间很长。采用排气过热度控制时，排气温度受环境温度、室内温度、系统负荷等变化因素影响，需通过多种试验进行模拟后设定目标控制温度，但即使这样也没有办法控制翅片换热器分流不均引起的回液问题，分液不均的问题可能由换热器生产工艺等因素引起，无法在空调系统设计初期完全予以避免。当分液不均造成排气温度偏低时，单纯的以排气温度作为电子膨胀阀控制目标温度，可能引起电子膨胀阀控制偏小，空调系统能力及能效都降低。
发明内容
本发明旨在解决现有的电子膨胀阀控制方法存在响应不及时和精度差问题，提出一种空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，包括以下步骤；
步骤1.实时获取蒸发器的过热度以及排气温度；
步骤2.比较所述蒸发器的过热度与第一预设值的大小，若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置；若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据所述排气温度控制电子膨胀阀的位置。
如权利要求1所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，步骤1中，所述实时获取蒸发器的过热度具体包括：
实时获取蒸发器制冷剂的蒸发温度和蒸发器制冷剂的出口温度，根据所述蒸发器制冷剂的出口温度和蒸发器制冷剂的蒸发温度的第一差值获取蒸发器的过热度。
进一步的，为根据蒸发器的过热度对电子膨胀阀进行控制，步骤2中，所述若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置具体包括：
若蒸发器的当前过热度大于或等于第一预设值，则计算蒸发器当前时刻的过热度与第二预设值的第二差值，以及蒸发器当前时刻过热度与蒸发器上一时刻的过热度的第三差值；
根据所述第二差值和第三差值计算电子膨胀阀的第一位置变化量，根据所述第一位置变化量调整电子膨胀阀的位置，所述第二预设值小于第一预设值。
进一步的，为实现第一位置变化量的计算，所述电子膨胀阀的第一位置变化量计算公式如下：
δS1＝ma+nb；
式中，δs1表示电子膨胀阀的第一位置变化量，a表示第二差值，b表示第三差值，m和n为系数。
进一步的，为提高电子膨胀阀的控制精度，所述系数m的取值范围为：0≤m≤5，所述系数n的取值范围为：0≤n≤2。
进一步的，为根据排气温度对电子膨胀阀进行控制，步骤2中，所述若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据排气温度控制电子膨胀阀的位置具体包括：
若蒸发器的当前过热度小于第一预设值，则计算当前时刻的排气温度与第三预设值的第四差值，以及当前时刻的排气温度与上一时刻的排气温度的第五差值；
根据所述第四差值和第五差值计算电子膨胀阀的第二位置变化量，根据所述第二位置变化量调整电子膨胀阀的位置。
进一步的，为避免电子膨胀阀关闭，还包括：
当蒸发器的当前过热度小于第一预设值且大于或等于第二预设值时，若计算得到的第二位置变化量小于或等于零，则令所述第二位置变化量等于零。
进一步的，为实现第二位置变化量的计算，所述电子膨胀阀的第二位置变化量计算公式如下：
δS2＝jc+kd；
式中，δs2表示电子膨胀阀的第二位置变化量，c表示第四差值，d表示第五差值，j和k为系数。
进一步的，为提高电子膨胀阀的控制精度，所述系数j的取值范围为：0≤j≤5，所述系数k的取值范围为：0≤k≤2。
为进一步提高电子膨胀阀的控制精度，所述第一预设值A的取值范围为：0≤A≤2；所述第二预设值B的取值范围为：-0.5≤B≤1。
本发明的有益效果是：本发明所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，将过热度控制与排气温度控制相结合，利用过热度作为分段点，在过热度偏大时采用过热度作为电子膨胀阀控制参数，在过热度较小或者为负值时采用排气温度作为电子膨胀阀控制参数，二者有机结合，充分利用当过热度较大时采用过热度控制相应速度较快控制较为精准，当过热度较小需要关阀时利用排气温度较低从而以排气温度控制电子膨胀阀实现快速响应精准控制。本发明提高了空调系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明实施例所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
本发明所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，包括以下步骤；步骤1.实时获取蒸发器的过热度以及排气温度；步骤2.比较所述蒸发器的过热度与第一预设值的大小，若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置；若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据所述排气温度控制电子膨胀阀的位置。
由于在电子膨胀阀的控制过程中，当采用蒸发器的过热度控制时，若过热度为负值，则电子膨胀阀控制过慢；当电子膨胀阀采用排气温度控制时，换热器分液不均时存在回液时，电子膨胀阀为了达到排气目标值，电子膨胀阀关闭过小，造成空调系统能力与能效偏低。基于此，本发明通过比较蒸发器的过热度与第一预设值的大小，并根据比对结果采用过热度和排气温度两种复合式的手段对电子膨胀阀进行控制，充分利用当过热度较大时采用过热度控制相应速度较快控制较为精准，当过热度较小需要关阀时利用排气温度较低从而以排气温度控制电子膨胀阀实现快速响应精准控制。
实施例
本发明实施例所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1.实时获取蒸发器的过热度以及排气温度；
其中，所述实时获取蒸发器的过热度具体可以包括：
可通过温度传感器实时获取蒸发器制冷剂的蒸发温度和蒸发器制冷剂的出口温度，然后根据所述蒸发器制冷剂的出口温度和蒸发器制冷剂的蒸发温度的第一差值获取蒸发器的过热度。排气温度可通过设置于排气口的温度传感器实时获取。
步骤2.比较所述蒸发器的过热度与第一预设值的大小，若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置；若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据所述排气温度控制电子膨胀阀的位置。
具体而言，本实施例步骤2可以包括两个方面的内容：
(1)若蒸发器的当前过热度大于或等于第一预设值，则计算蒸发器当前时刻的过热度与第二预设值的第二差值，以及蒸发器当前时刻过热度与蒸发器上一时刻的过热度的第三差值；
根据所述第二差值和第三差值计算电子膨胀阀的第一位置变化量，根据所述第一位置变化量调整电子膨胀阀的位置，所述第二预设值小于第一预设值。
可以理解，设第一预设值为A，当前蒸发器制冷剂的蒸发温度为tl，当前蒸发器制冷剂出口温度为tg，蒸发器的当前过热度为δt＝tg-tl，若δt≥A，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置，具体方法为：
第二预设值B用于表示蒸发器的目标过热度,设第二预设值B＝δtt，则a＝δt-δtt代表当前过热度与第二预设值B的第二差值，设δti代表为i时刻蒸发器的过热度，则ai为i时刻蒸发器的过热度与第二预设值B的第二差值。δti-1则代表i时刻的上一时刻蒸发器的过热度，b＝δti-δti-1代表蒸发器的过热度从i-1时刻到i时刻的变化值，即第三差值。设i时刻电子膨胀阀的步数为Si,根据蒸发器的过热度计算得到i时刻电子膨胀阀的第一位置变化量δs1,则调整电子膨胀阀的位置至Si+1＝Si+δs1，电子膨胀阀的第一位置变化量δs1的计算公式如下：
δs1＝ma+nb；
式中，δs1表示电子膨胀阀的第一位置变化量，a表示第二差值，b表示第三差值，m和n为系数。
为了进一步提高电子膨胀阀的控制精度，所述系数m的取值范围为：0≤m≤5，所述系数n的取值范围为：0≤n≤2；所述第一预设值A的取值范围为：0≤A≤2；所述第二预设值B的取值范围为：-0.5≤B≤1。
(2)若蒸发器的当前过热度小于第一预设值但大于或等于第二预设值时，则计算当前时刻的排气温度与第三预设值的第四差值，以及当前时刻的排气温度与上一时刻的排气温度的第五差值；
根据所述第四差值和第五差值计算电子膨胀阀的第二位置变化量，根据所述第二位置变化量调整电子膨胀阀的位置。
可以理解，若δt＜A，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置，具体方法为：
第三预设值C用于表示目标排气温度,设排气温度为tp，第三预设值C＝tpt，则c＝tp-tpt代表排气温度与第三预设值的第四差值，设tpi代表为i时刻系统的排气温度，tpi-1则代表i-1时刻空调系统的排气温度，d＝δtpi-δtpi-1代表空调系统的排气温度度从i-1时刻到i时刻的变化值，即第五差值。设i时刻电子膨胀阀的步数为Si,根据排气温度计算得到i时刻电子膨胀阀的第二位置变化量δs2,则调整电子膨胀阀的位置至Si+1＝Si+δs2，电子膨胀阀的第二位置变化量δs2的计算公式如下：
δs2＝jc+kd；
式中，δs2表示电子膨胀阀的第二位置变化量，c表示第四差值，d表示第五差值，j和k为系数。
为了进一步提高电子膨胀阀的控制精度，所述系数j的取值范围为：0≤j≤5，所述系数k的取值范围为：0≤k≤2。
在这种情况下，若B≤δt＜A，当计算得到的第二位置变化量小于或等于零时，则令所述第二位置变化量δs2等于零，即不对电子膨胀阀进行位置的调整。
可以理解，若空调参数、环境参数等有所不同，第一预设值A、第二预设值B和第三预设值C可以有所改变，第一预设值A、第二预设值B和第三预设值C可以根据实际应用进行设置。
综上所述，本发明采用的复合式电子膨胀阀控制方法，将过热度控制与排气温度控制相结合，利用过热度作为分段点，在过热度偏大时采用过热度作为电子膨胀阀控制参数，在过热度较小或者为负值时采用排气温度作为电子膨胀阀控制参数，二者有机结合充分利用当过热度较大时采用过热度控制相应速度较快控制较为精准，当过热度较小需要关阀时利用排气温度较低从而以排气温度控制电子膨胀阀实现快速响应精准控制。经实例测试，采用该方法，需要关阀时，其关阀速度比普通过热度控制所需时间低50％，且控制精度更好。

Claims (10)

1.空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，包括以下步骤；
步骤1.实时获取蒸发器的过热度以及排气温度；
步骤2.比较所述蒸发器的过热度与第一预设值的大小，若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，则根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置；若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据所述排气温度控制电子膨胀阀的位置。
2.如权利要求1所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，步骤1中，所述实时获取蒸发器的过热度具体包括：
实时获取蒸发器制冷剂的蒸发温度和蒸发器制冷剂的出口温度，根据所述蒸发器制冷剂的出口温度和蒸发器制冷剂的蒸发温度的第一差值获取蒸发器的过热度。
3.如权利要求1所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，步骤2中，所述若蒸发器的过热度大于或等于第一预设值，根据蒸发器的过热度控制电子膨胀阀的位置具体包括：
若蒸发器的当前过热度大于或等于第一预设值，则计算蒸发器当前时刻的过热度与第二预设值的第二差值，以及蒸发器当前时刻过热度与蒸发器上一时刻的过热度的第三差值；
根据所述第二差值和第三差值计算电子膨胀阀的第一位置变化量，根据所述第一位置变化量调整电子膨胀阀的位置，所述第二预设值小于第一预设值。
4.如权利要求3所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述电子膨胀阀的第一位置变化量计算公式如下：
δS1＝ma+nb；
式中，δs1表示电子膨胀阀的第一位置变化量，a表示第二差值，b表示第三差值，m和n为系数。
5.如权利要求4所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述系数m的取值范围为：0≤m≤5，所述系数n的取值范围为：0≤n≤2。
6.如权利要求3所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，步骤2中，所述若蒸发器的过热度小于第一预设值，则根据排气温度控制电子膨胀阀的位置具体包括：
若蒸发器的当前过热度小于第一预设值，则计算当前时刻的排气温度与第三预设值的第四差值，以及当前时刻的排气温度与上一时刻的排气温度的第五差值；
根据所述第四差值和第五差值计算电子膨胀阀的第二位置变化量，根据所述第二位置变化量调整电子膨胀阀的位置。
7.如权利要求6所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，还包括：
当蒸发器的当前过热度小于第一预设值且大于或等于第二预设值时，若计算得到的第二位置变化量小于或等于零，则令所述第二位置变化量等于零。
8.如权利要求6所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述电子膨胀阀的第二位置变化量计算公式如下：
δS2＝jc+kd；
式中，δs2表示电子膨胀阀的第二位置变化量，c表示第四差值，d表示第五差值，j和k为系数。
9.如权利要求6所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述系数j的取值范围为：0≤j≤5，所述系数k的取值范围为：0≤k≤2。
10.如权利要求1至9任一项所述的空调系统的复合式电子膨胀阀控制方法，其特征在于，所述第一预设值A的取值范围为：0≤A≤2；所述第二预设值B的取值范围为：-0.5≤B≤1。
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