CN112781266A

CN112781266A - 一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法

Info

Publication number: CN112781266A
Application number: CN202011408340.XA
Authority: CN
Inventors: 廖振华
Original assignee: Guangdong Jiwei Technology Co Ltd
Current assignee: Guangdong Jiwei Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-05-11

Abstract

本发明涉及空调控制技术领域，具体而言，涉及一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法，通过实时周期性检测排气温度、运行频率、出水温度、外环温度值的变化，根据不同运行模式下，对电子膨胀阀的开度进行调节，从而能够保证系统的可靠性，延长了压缩机的使用寿命，且通过对阀体实时调节，有效避免出现系统较大波动，提高了用户的使用舒适度，另外结合了喷气增焓热泵系统，保证了空调机组的可靠性和稳定性。

Description

一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法

技术领域

本发明涉及空调控制技术领域，具体而言，涉及一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法。

背景技术

空调(热泵)器能有效实现室内的制冷和制热，提供舒适的室内环境。而电子膨胀阀作为空调(热泵)器中的关键部位之一，电子膨胀阀结合压缩机变容量技术已得到越来越广泛的应用了。通过调节电子膨胀开度来调节系统制冷剂流量，从而匹配系统工况，提高系统的稳定性和能效比。因此，电子膨胀阀的调节特性和控制策略很大程度上决定了空调系统的舒适性和节能性。目前，电子膨胀阀的控制是根据压缩机排气温度调节，导致电子膨胀阀的控制不精准。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在至少从一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种喷气增焓热泵系统中电子膨胀阀的控制方法，通过获取模块实时周期性检测排气温度、运行频率、出水温度、外环温度值的变化，根据不同运行模式下，控制对电子膨胀阀的开度进行调节，从而能够保证系统的可靠性，延长了压缩机的使用寿命，且通过对阀体实时调节，有效避免出现系统较大波动，提高了用户的使用舒适度。

第二个目的在于一种喷气增焓热泵系统，结合喷气增焓热泵系统保证了空调机组的可靠性和稳定性。

为达到上述目的，本发明要解决的技术问题是：提供一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法。

一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法，所述喷气增焓热泵系统其中包括获取模块、控制模块、电子膨胀阀。

一种电子膨胀阀的控制方法，包括以下步骤：

S101根据获取模块周期性检测系统的排气温度、运行频率、出水温度、外环温度值；

S102根据控制模块检测的数据选择目标排气温度控制或频率或出水温度联动阀步控制；

S103根据控制模块通过所述排气温度控制或频率或出水温度联动阀步控制获取所述电子膨胀阀的开度调节需求，并根据所述电子膨胀阀的开度调节需求判断是否需要对所述电子膨胀阀的开度进行调节。

优选的，所述一种电子膨胀阀的控制方法，其特征于，所述系统运行模式包括制热模式和制冷模式。

优选的，所述一种电子膨胀阀的控制方法，应用于其特征在于喷气增焓热泵系统，所述方法包括：

根据所述喷气增焓热泵系统的当期工作模式，确定所述电子膨胀阀的开度值；所述根据所述喷气增焓热泵系统的当期工作模式，确定所述电子膨胀阀的开度值具体包括：

根据所述系统的当期工作模式，确定开度值计算公式；

将所述获取模块检测的排气温度、运行频率、出水温度，参数代入所述开度值计算公式中，得到所述电子膨胀阀开度值；

根据外环温度不同，区分不同区间控制，其中当所述系统运行制热模式情况下，所述电子膨胀阀的控制为：

当T4>n(T4：外环温度，n具体温度值)时，所述系统采用根据目标排气温度控制，即根据目标排气和压缩机运行频率、出水温度联动，具体如下公式：目标排气温度＝a*F+b*Tw_out+c+d；所述a/b/c为系数，所述d为补偿常数；所述F为频率，所述Tw_out 为出水温度；

当T4≤n(T4：外环温度，n具体温度值)时，所述系统采用根据运行频率和出水温度联动阀步的方式控制；具体公式为：目标开度＝y*F+z；所述F为频率；目标开度为实际阀开度值，如：目标开度为100，则实际阀开度值为100(0-480P)；

当所述系统运行制冷模式情况下，所述电子膨胀阀的控制为：

电子膨胀阀按目标排气温度控制，阀的最小开度为90：目标排气温度＝a*F+b+T4+THZC所述F为频率，所述T4为外环温度，所述ab为系数：a＝0.6；b＝1。THZC：F≤30Hz时，THZC＝2；30＜F≤50Hz时，THZC＝1；F>50Hz时，THZC＝0。

优选的，所述一种电子膨胀阀的控制方法，包括通过控制电子膨胀阀的开度，防止冷媒散热管凝露，根据SH3＝T4L-T7(T4L取T4和40℃两者中的低值)。

本申请还提供了一种喷气增焓热泵系统，还包括有压缩机、四通阀、冷媒水换热器、电子膨胀阀、闪蒸器、冷媒散热管、毛细管、换热器、气液分离器，其中所述四通阀分别和所述压缩机、气液分离器、冷媒水换热器、换热器一端相连接，所述压缩机另一端和气液分离器另一端连接，其特征在于：还包括喷气增焓辅路，所述喷气增焓辅用于空调处于制热模式过程中冷媒气体喷回压缩机增焓。

本发明采用上述的方案，其有益效果在于：通过根据排气温度、运行频率、出水温度、外环温度值控制阀步，保证了系统的能力能效和可靠性，并且给控制模块充分散热，并且保证散热模块不会凝露水保证了系统控制模块的可靠性和稳定性，并且可以实现压缩机处于此工况下的最优运行状态，并使机组稳定、高效运行。

附图说明

图1是一种喷气增焓热泵系统中采集信息的流向图；

图2是一种喷气增焓热泵系统制热模式时的冷媒流向示意图；

图3是一种喷气增焓热泵系统制冷模式时的冷媒流向示意图；

图4是本发明电子膨胀阀的控制方法的流程图；

图5是本发明电子膨胀阀的控制方法的电子膨胀阀变化示意图；

图6是本发明电子膨胀阀的控制方法的电子膨胀阀变化示意图。

图中，1-压缩机，2-四通阀，3-冷媒水换热器，4-电子膨胀阀， 5-闪蒸器，6-冷媒散热管，7-毛细管，8-换热器，9-气液分离器。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述：

参照图1，一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀4的控制方法，所述喷气增焓热泵系统其中包括获取模块、控制模块、电子膨胀阀4。

参照图4，该实施例提到的电子膨胀阀4的控制方法，包括：

步骤S101根据获取模块周期性检测系统的排气温度、运行频率、出水温度、外环温度值；运行频率通过系统直接获取，排气温度、出水温度和外环温度值，通过喷气增焓热泵系统设置的获取模块进行周期性的检测获取。

步骤S102根据控制模块检测的数据选择目标排气温度控制或频率或出水温度联动阀步控制；

目标排气温度控制和频率或出水温度联动阀步控制通过步骤101中检测的数值进行选择。

步骤S103根据控制模块通过所述排气温度控制或频率或出水温度联动阀步控制获取所述电子膨胀阀4的开度调节需求，并根据所述电子膨胀阀4的开度调节需求判断是否需要对所述电子膨胀阀4的开度进行调节；

按预设的模式根据所检测出来的数据，进行调节电子膨胀阀4的开度。

本实施例中，一种电子膨胀阀4的控制方法，其特征于，所述系统运行模式包括制热模式和制冷模式。

本实施例中，一种电子膨胀阀4的控制方法，应用于其特征在于喷气增焓热泵系统，所述方法包括：

具体的，根据所述喷气增焓热泵系统的当期工作模式，确定所述电子膨胀阀4的开度值；所述根据所述喷气增焓热泵系统的当期工作模式，确定所述电子膨胀阀4的开度值具体包括：具体的，根据所述系统的当期工作模式，确定开度值计算公式；

具体的，将所述获取模块检测的排气温度、运行频率、出水温度，参数代入所述开度值计算公式中，得到所述电子膨胀阀4开度值；

具体的，根据外环温度不同，区分不同区间控制，其中当所述系统运行制热模式情况下，所述电子膨胀阀4的控制为：

当T4>n(T4：外环温度，n具体温度值)时，所述系统采用根据目标排气温度控制，即根据目标排气和压缩机1运行频率、出水温度联动，具体如下公式：目标排气温度＝a*F+b*Tw_out+c+d；所述a/b/c为系数，所述d为补偿常数；所述F为频率，所述Tw_out 为出水温度。例如：实际排气温度小于目标排气温度则关小电子膨胀阀4开度；排气温度大于目标排气温度时开大电子膨胀阀4开度；实际排气温度等于目标排气温度时保持电子膨胀阀4开度不变；

当T4≤n(T4：外环温度，n具体温度值)时，所述系统采用根据运行频率和出水温度联动阀步的方式控制；具体公式为：目标开度＝y*F+z；所述F为频率；目标开度为实际阀开度值，如：目标开度为100，则实际阀开度值为100(0-480P)。

参数如下表：

T4温度区间	y	z
			-17度以下	d	g
-17～-3度	e	Tw_out+h
			-3～n度	f	Tw_out+i

所述表中(Tw_out为出水水温度；T5：实际排气温度；d/e/f/g/h/i：均为常数，根据实际系统得出)。

由于环温较低，调至目标开度存在保证不了排气过热度从而可靠性得不到保证的问题，从而根据SH4＝T5-Tw_out修正阀开度，参考图 5是本发明电子膨胀阀的控制方法的电子膨胀阀变化示意图。

具体的，当所述系统运行制冷模式情况下，所述电子膨胀阀4的控制为：电子膨胀阀4按目标排气温度控制，阀的最小开度为90：目标排气温度＝a*F+b+T4+THZC所述F为频率，所述T4为外环温度，所述ab为系数：a＝0.6；b＝1。THZC：F≤30Hz时，THZC＝2；30＜F≤50Hz时，THZC＝1；F>50Hz时，THZC＝0。

具体的，所述一种电子膨胀阀4的控制方法，包括通过控制电子膨胀阀4的开度，防止冷媒散热管6凝露，根据SH3＝T4L-T7(T4L取 T4和40℃两者中的低值)，参考图6是本发明电子膨胀阀的控制方法的电子膨胀阀变化示意图：

A区：EXV按正常控制

B区：EXV保持当前开度

C区：EXV在当前开度按：目标排气加5℃控制阀开度。当阀锁定最小开度时，开度按关 4P/20S，直到退出C区。

本实施例中，还设置了一种喷气增焓热泵系统，所述喷气增焓热泵系统还包括通过管路连接成循环回路的压缩机1、四通阀2、冷媒水换热器3、电子膨胀阀4、闪蒸器5、冷媒散热管6、毛细管7、换热器8、气液分离器9，其中所述四通阀2分别和所述压缩机1、气液分离器9、冷媒水换热器3、换热器8一端相连接，所述压缩机1另一端和气液分离器 9另一端连接，其特征在于：还包括喷气增焓辅路，所述喷气增焓辅用于空调处于制热过程中冷媒气体喷回压缩机1增焓。

本实施例的系统运行原理为：在系统制热模式运行过程中，参照图2进行理解，图2中的箭头方向为冷媒的流动方向，压缩机1运行，此时四通阀2和压缩机1、冷媒水换热器 3连通，冷媒通过冷媒换热器8，通过电子膨胀阀4节流、控制喷气量，再到闪蒸器5进行冷媒分离气体、液体，此时液体过冷媒散热管6，气体喷回压缩机1进行增焓，再经过毛细管7的节流进入换热器8的蒸发，再经过气液分离器9分离液体保证回气干度，再进入压缩机1。

在系统制冷模式运行过程中，参照图3进行理解，图3中的箭头方向为冷媒的流动方向，压缩机1运行，四通阀2和换热器8连通，冷媒进入换热器8进行冷凝散热，再通过毛细管7节流进入冷媒散热管6，再经过闪蒸器5此时闪蒸器5喷气口关闭，经过电子膨胀阀4，利用电子膨胀阀4的节流和调度控制冷媒散热器进口温度防止凝露，再到冷媒水换热器3进行蒸发吸热、制冷水，通过四通阀2连接气液分离器9进行分离液体保证回气干度，再进入压缩机1。

综上所述，通过结合设计的喷气增焓热泵系统不仅考虑了压缩机的排气温度，还考虑了压缩机的排气压力，使电子膨胀阀的控制更精准，解决电子膨胀阀的控制是根据压缩机排气温度调节，电子膨胀阀控制不精准的问题，同时通过给系统充分散热扩大运行分为以及散热组件不会凝露水，保证了空调机组的可靠性和稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种喷气增焓热泵系统及其电子膨胀阀的控制方法，所述喷气增焓热泵系统其中包括：

获取模块、控制模块、电子膨胀阀。

一种电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S103根据控制模块通过所述排气温度控制或频率或出水温度联动阀步控制获取所述电子膨胀阀（4）的开度调节需求，并根据所述电子膨胀阀（4）的开度调节需求判断是否需要对所述电子膨胀阀（4）的开度进行调节。

2.如权利要求1所述一种电子膨胀阀的控制方法，其特征于，所述系统运行模式包括制热模式和制冷模式。

3.如权利要求1和权利要求2所述一种电子膨胀阀的控制方法，应用于其特征在于喷气增焓热泵系统，所述方法包括：

根据所述喷气增焓热泵系统的当期工作模式，确定所述电子膨胀阀（4）的开度值；所述根据所述喷气增焓热泵系统的当期工作模式，确定所述电子膨胀阀（4）的开度值具体包括：

根据所述系统的当期工作模式，确定开度值计算公式；

将所述获取模块检测的排气温度、运行频率、出水温度，参数代入所述开度值计算公式中，得到所述电子膨胀阀（4）开度值；

根据外环温度不同，区分不同区间控制，其中当所述系统运行制热模式情况下，所述电子膨胀阀（4）的控制为：

当T4>n（T4：外环温度，n具体温度值）时，所述系统采用根据目标排气温度控制，即根据目标排气和压缩机运行频率、出水温度联动，具体如下公式：目标排气温度=a*F+b*Tw_out+c+d；所述a/b/c为系数，所述d为补偿常数；所述F为频率，所述Tw_out为出水水温度；

当T4≤n（T4：外环温度，n具体温度值）时，所述系统采用根据运行频率和出水温度联动阀步的方式控制；具体公式为：目标开度=y*F+z；所述F为频率；目标开度为实际阀开度值，如：目标开度为100，则实际阀开度值为100（0-480P）；

当所述系统运行制冷模式情况下，所述电子膨胀阀（4）的控制为：

电子膨胀阀（4）按目标排气温度控制，阀的最小开度为90：目标排气温度=a*F+b+T4+THZC所述F为频率，所述T4为外环温度，所述ab为系数：a=0、6；b=1。THZC：F≤30Hz时，THZC=2；30＜F≤50Hz时，THZC=1；F>50Hz时，THZC=0。

4.如权利要求1-3所述一种电子膨胀阀的控制方法，包括通过控制电子膨胀阀（4）的开度，防止冷媒散热管（6）凝露，根据SH3=T4L-T7(T4L取T4和40℃两者中的低值)。

5.一种喷气增焓热泵系统，还包括通过管路连接成循环回路的压缩机（1）、四通阀（2）、冷媒水换热器（3）、电子膨胀阀（4）、闪蒸器（5）、冷媒散热管（6）、毛细管（7）、换热器（8）、气液分离器（9），其中所述四通阀（2）分别和所述压缩机（1）、气液分离器（9）、冷媒水换热器（3）、换热器（8）一端相连接，所述压缩机（1）另一端和气液分离器（9）另一端连接，其特征在于：还包括喷气增焓辅路，所述喷气增焓辅用于系统处于制热模式过程中冷媒气体喷回压缩机（1）增焓。