CN113465105B - 用于空调器的补气增焓控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种用于空调器的补气增焓控制方法。本发明旨在解决现有空调器的经济器电子膨胀阀的开度控制方式不佳而容易导致压缩机排气温度过低及排气过热度过低的问题。为此，本发明的补气增焓控制方法包括：获取经济器的辅路的入口温度和出口温度以及压缩机的吸气压力、排气温度、排气压力及其与排气压力对应的饱和温度；根据吸气压力、排气温度、排气压力和饱和温度确定最佳过热度；根据入口温度和出口温度确定实际过热度；根据最佳过热度和实际过热度，控制经济器电子膨胀阀的开度。基于上述控制方式，本发明能够使得经济器的实际过热度不断逼近最佳过热度，以便在保证排气温度和排气过热度的同时，有效提升增焓效果。

Description

用于空调器的补气增焓控制方法

技术领域

本发明属于空调技术领域，具体涉及一种用于空调器的补气增焓控制方法。

背景技术

随着空调器的日益普及，用户对空调器的综合性能提出了越来越高的要求，特别是对于空调器的换热效率而言，这是很多用户都十分重视的问题。为此，现有很多空调器都开始增设经济器，以便有效提升空调器的换热效率。现有空调器的增焓压缩机在开启增焓功能时，通常都是通过控制经济器的辅助回路的过热度来调节经济器的电子膨胀阀的开度，以便保证增焓口喷进的是过热的气态冷媒。由于经济器辅路入口的冷媒来自空调器的液管，因而，即使在冷媒经过蒸发后的压力还是比较高，喷入增焓口后就很容易导致压缩机的实际压缩比过小，从而导致压缩机的排气过热度过低，排气温度大幅波动的问题，进而影响整个空调器的换热效率。

相应地，本领域需要一种新的用于空调器的补气增焓控制方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有空调器的经济器电子膨胀阀的开度控制方式不佳而容易导致压缩机排气温度过低及排气过热度过低的问题，本发明提供了一种用于空调器的补气增焓控制方法，所述空调器的室外机包括经济器和压缩机，所述压缩机上设置有增焓口，所述经济器的辅路的入口段上设置有经济器电子膨胀阀，所述经济器的辅路的出口段与所述增焓口相连，所述补气增焓控制方法包括：获取所述经济器的辅路的入口温度和出口温度以及所述压缩机的吸气压力、排气温度、排气压力及其与所述排气压力对应的饱和温度；根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度；根据所述入口温度和所述出口温度确定实际过热度；根据所述最佳过热度和所述实际过热度，控制所述经济器电子膨胀阀的开度。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度”的步骤包括：计算所述排气压力和所述吸气压力的比值，即为所述压缩机的压缩比；计算所述排气温度和所述饱和温度的差值，即为所述压缩机的排气过热度；根据所述压缩比和所述排气过热度确定所述最佳过热度。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根根据所述压缩比和所述排气过热度确定所述最佳过热度”的步骤具体包括：

根据所述排气过热度确定修正值D；

通过下式确定所述最佳过热度：

Y1＝A*X³+B*X²+C*X+D

其中，Y1为所述最佳过热度，X为所述压缩比，A、B和C均为修正系数。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述排气过热度确定修正值D”的步骤具体包括：计算所述排气过热度和修正系数K的乘积，即为所述修正值D。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，所述修正系数A、B和C根据所述压缩机的类型确定。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述入口温度和所述出口温度确定实际过热度”的步骤具体包括：计算所述出口温度和所述入口温度的差值，即为所述实际过热度。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤具体包括：计算所述最佳过热度和所述实际过热度的差值；根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤包括：如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值大于所述预设差值，则增大所述经济器电子膨胀阀的开度。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤包括：如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值小于所述预设差值，则减小所述经济器电子膨胀阀的开度。

在上述补气增焓控制方法的优选技术方案中，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤包括：如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值等于所述预设差值，则不调节所述经济器电子膨胀阀的开度。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，本发明的空调器的室外机包括经济器和压缩机，所述压缩机上设置有增焓口，所述经济器的辅路的入口段上设置有经济器电子膨胀阀，所述经济器的辅路的出口段与所述增焓口相连，本发明的补气增焓控制方法包括：获取所述经济器的辅路的入口温度和出口温度以及所述压缩机的吸气压力、排气温度、排气压力及其与所述排气压力对应的饱和温度；根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度；根据所述入口温度和所述出口温度确定实际过热度；根据所述最佳过热度和所述实际过热度，控制所述经济器电子膨胀阀的开度。基于上述控制方式，本发明能够结合多种可观测参数以达到稳态控制压缩机增焓的效果，以使所述经济器的实际过热度不断逼近所述最佳过热度，以便在有效保证所述压缩机的排气温度和排气过热度满足要求的基础上，还能够尽可能地增大所述经济器电子膨胀阀的开度，进而有效提升增焓效果。

附图说明

图1是本发明的空调器的室外机的结构示意图；

图2是本发明的补气增焓控制方法的主要步骤流程图；

图3是本发明的补气增焓控制方法的优选实施方式的步骤流程图；

图4是本发明的最优控制曲线的示意图；

附图标记：

11、经济器；111、入口段；112、出口段；113、经济器电子膨胀阀；12、压缩机；121、增焓口；13、气液分离器；14、四通阀；15、室外换热器；16、室外电子膨胀阀；

101、入口温度传感器；102、出口温度传感器；103、吸气压力传感器；104、排气温度传感器；105、排气压力传感器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，本优选实施例中所述的空调器可以是一拖一的空调器，也可以是一拖多的空调器，这并不是限制性的，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

需要说明的是，在本优选实施方式的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，尽管本申请中按照特定顺序描述了本发明的控制方法的各个步骤，但是这些顺序并不是限制性的，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以按照不同的顺序来执行所述步骤。

具体地，本发明的空调器包括室内机和室外机，所述室内机和所述室外机之间设置有冷媒循环回路，所述冷媒循环回路中流通有用于在室内和室外进行换热的冷媒。首先参阅图1，该图为本发明的空调器的室外机的结构示意图。如图1所示，图1中未示出室内机的部分，位于所述室外机中的冷媒循环回路上设置有经济器11、压缩机12、气液分离器13、四通阀14、室外换热器15和室外电子膨胀阀16，压缩机12上设置有增焓口121，经济器11包括主路和辅路，所述主路与所述冷媒循环回路连通，所述辅路的入口段111的左端连接至经济器11和室外电子膨胀阀16之间，所述辅路的出口段112与增焓口121相连，并且所述入口段111上设置有经济器电子膨胀阀113。需要说明的是，本发明不对所述空调器的具体结构和各个部件的具体类型作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

进一步地，入口段111上设置有入口温度传感器101，用以检测经济器11的辅路的入口温度；出口段112上设置有出口温度传感器102，用以检测经济器11的辅路的出口温度；压缩机12的吸气段上设置有吸气压力传感器103，用以检测压缩机12的吸气压力；压缩机12的排气口处设置有排气温度传感器104，用以检测压缩机12的排气温度；压缩机12的排气段上还设置有排气压力传感器105，用以检测压缩机12的排气压力。需要说明的是，本发明不对各个传感器的具体类型和设置位置作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要能够获取到相应参数即可。

此外，本发明的空调器还包括控制器，所述控制器能够获取上述传感器的检测数据，并且所述控制器还能够控制所述空调器的运行状态，例如，控制经济器电子膨胀阀113的开度等。本领域技术人员能够理解的是，本发明不对所述控制器的具体结构和型号作任何限制，并且所述控制器可以是所述空调器原有的控制器，也可以是为执行本发明的补气增焓控制方法单独设置的控制器，技术人员可以根据实际使用需求自行设定所述控制器的结构和型号。

接着参阅图2，该图是本发明的补气增焓控制方法的主要步骤流程图。如图2所示，基于上述实施例中所述的空调器，本发明的补气增焓控制方法主要包括下列步骤：

S1：获取经济器的辅路的入口温度和出口温度以及压缩机的吸气压力、排气温度、排气压力及其与排气压力对应的饱和温度；

S2：根据吸气压力、排气温度、排气压力和饱和温度确定最佳过热度；

S3：根据入口温度和出口温度确定实际过热度；

S4：根据最佳过热度和实际过热度，控制经济器电子膨胀阀的开度。

具体地，在步骤S1中，所述控制器能够通过入口温度传感器101获取经济器11的辅路的入口温度，通过出口温度传感器102获取经济器11的辅路的出口温度，通过吸气压力传感器103获取压缩机12的吸气压力，通过排气温度传感器104获取压缩机12的排气温度，通过排气压力传感器105获取压缩机12的排气压力，再根据获取到的排气压力确定其对应的饱和温度。需要说明的是，本发明不对各个参数的具体获取顺序作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

接着，在步骤S2中，所述控制器能够根据步骤S1中获取到的所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度；需要说明的是，本发明不对其具体确定方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，例如，可以通过数学模型进行确定，也可以通过计算式进行确定，只要是根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度来确定所述最佳过热度即可。

进一步地，在步骤S3中，所述控制器能够根据步骤S1中获取到的所述入口温度和所述出口温度确定实际过热度；需要说明的是，本发明不对其具体确定方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，例如，可以通过数学模型进行确定，也可以通过计算式进行确定，只要是根据所述入口温度和所述出口温度来确定所述实际过热度即可。

还需要说明的是，本发明不对步骤S2和步骤S3的具体执行顺序作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，并且步骤S2和步骤S3可以先后执行，也可以同时执行。

最后，在步骤S4中，所述控制器能够根据所述最佳过热度和所述实际过热度控制经济器电子膨胀阀113的开度。需要说明的是，本发明不对其具体控制方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要是根据所述最佳过热度和所述实际过热度来控制经济器电子膨胀阀113的开度就属于本发明的保护范围。

下面参阅图3，该图是本发明的补气增焓控制方法的优选实施方式的步骤流程图。如图3所示，基于上述优选实施例中所述的空调器，本发明的补气增焓控制方法的优选实施方式具体包括下列步骤：

S101：获取经济器的辅路的入口温度和出口温度以及压缩机的吸气压力、排气温度、排气压力及其与排气压力对应的饱和温度；

S102：计算排气压力和吸气压力的比值，即为压缩机的压缩比；

S103：计算排气温度和饱和温度的差值，即为压缩机的排气过热度；

S104：计算排气过热度和修正系数K的乘积，即为修正值D；

S105：通过下式确定最佳过热度：Y1＝A*X³+B*X²+C*X+D；

S106：计算出口温度和入口温度的差值，即为实际过热度；

S107：计算最佳过热度和实际过热度的差值；

S108：如果最佳过热度和实际过热度的差值大于预设差值，则增大经济器电子膨胀阀的开度；

S109：如果最佳过热度和实际过热度的差值等于预设差值，则不调节经济器电子膨胀阀的开度；

S110：如果最佳过热度和实际过热度的差值小于预设差值，则减小经济器电子膨胀阀的开度。

在步骤S101中，所述控制器能够通过入口温度传感器101获取经济器11的辅路的入口温度，通过出口温度传感器102获取经济器11的辅路的出口温度，通过吸气压力传感器103获取压缩机12的吸气压力，通过排气温度传感器104获取压缩机12的排气温度，通过排气压力传感器105获取压缩机12的排气压力，再根据获取到的排气压力确定其对应的饱和温度。需要说明的是，本发明不对上述各个参数的具体获取位置和获取方式作任何限制，例如，可以通过获取单点温度来作为参数值，也可以通过获取多点温度并计算平均值来作为参数值；并且本发明不对本步骤中涉及的各个参数的具体获取顺序作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

在获取到经济器11的辅路的入口温度和出口温度以及压缩机12的吸气压力、排气温度、排气压力及其与所述排气压力对应的饱和温度的情形下，所述控制器能够根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度，并且还能够根据经济器11的辅路的入口温度和所述出口温度确定实际过热度。需要说明的是，本发明不对根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度和根据经济器11的辅路的入口温度和所述出口温度确定实际过热度的具体方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要能够根据上述参数确定出经济器11的最佳过热度和实际过热度即可。

具体地，在本优选实施例中，根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度的具体方式如下：

在步骤S102中，所述控制器能够根据所述排气压力和所述吸气压力确定压缩机12的压缩比，作为一种优选确定方式，压缩机12的压缩比可以通过下式计算得出：

X＝Pd/Ps

其中，X为压缩机12的压缩比，Pd为压缩机12的排气压力，Ps为压缩机12的吸气压力。

需要说明的是，压缩机12的排气压力即为所述空调器的高压压力，压缩机12的吸气压力即为所述空调器的低压压力，本发明不对其具体测定位置和测定方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

接着，在步骤S103中，所述控制器能够根据所述排气温度和所述饱和温度确定压缩机12的排气过热度，作为一种优选确定方式，压缩机12的排气过热度可以通过下式计算得出：

T3＝Td－Pdt

其中，T3为压缩机12的排气过热度，Td为压缩机12的排气温度，Pdt为压缩机12的排气压力对应的饱和温度。

需要说明的是，本发明不对根据所述压缩比和所述排气过热度确定经济器11的最佳过热度的具体方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，例如，可以通过表格进行确定，也可以通过计算式确定，这都不是限制性的。

作为根据所述压缩比和所述排气过热度确定经济器11的最佳过热度的优选方式，其具体确定方式如下：

在步骤S104中，所述控制器能够根据通过步骤S103确定出的压缩机12的排气过热度进一步确定步骤S105中需要使用的修正值D，作为一种优选确定方式，修正值D可以通过下式计算得出：

D＝K*T3

其中，K为修正系数，T3为压缩机12的排气过热度。

需要说明的是，上述确定方式仅是一种优选确定方式，技术人员也可以根据实际使用需求自行设定，例如，还可以通过表格进行确定等，这都不是限制性的，只要根据压缩机12的排气过热度来确定修正值D就属于本发明的保护范围；并且，本发明不对修正系数K的具体取值作任何限制，技术人员可以根据实际情况自行设定。

在确定出压缩机12的压缩比以及根据压缩机12的排气过热度确定出修正值D后，所述控制器能够通过下式确定出经济器11的最佳过热度：

Y1＝A*X³+B*X²+C*X+D

其中，Y1为所述最佳过热度，X为所述压缩比，A、B和C均为修正系数。

需要说明的是，本发明不对修正系数A、B和C的具体取值作任何限制，技术人员可以通过压缩机12在测试台的测试数据拟合曲线进行确定，不同压缩机的数据也会有所不同，因而修正系数A、B和C根据压缩机12的实际类型自行设定。

进一步地，在步骤S106中，所述控制器能够根据获取到的经济器11的辅路的入口温度和出口温度确定经济器11的实际过热度，作为一种优选确定方式，经济器11的实际过热度可以通过下式计算得出：

Y2＝T2－T1

其中，Y2为经济器11的实际过热度，T2为经济器11的辅路的出口温度，T1为经济器11的辅路的入口温度。

最后，所述控制器能够根据所述最佳过热度和所述实际过热度控制所述经济器电子膨胀阀的开度；需要说明的是，本发明不对其具体控制方式作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定，只要是根据所述最佳过热度和所述实际过热度控制所述经济器电子膨胀阀的开度就属于本发明的保护范围；例如，可以通过比较两者的大小关系来进行控制，也可以通过判断两者是否满足预设关系式的关系来进行控制。

作为一种优选控制方式，在步骤S107中，所述控制器能够计算出所述最佳过热度和所述实际过热度的差值，以便根据其差值进行控制。具体地，在步骤S108中，如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值大于所述预设差值，则增大经济器电子膨胀阀113的开度；在步骤S109中，如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值等于所述预设差值，则不调节经济器电子膨胀阀113的开度；如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值小于所述预设差值，则减小经济器电子膨胀阀113的开度。需要说明的是，本发明不对所述预设差值的具体取值作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。

参阅图4，如图4中所示，图中的曲线为补气增焓最优工作点的边界曲线，本发明能够根据经济器11的辅路的入口温度和出口温度以及压缩机12的吸气压力、排气温度、排气压力及其与所述排气压力对应的饱和温度确定实际工作点的位置，再通过调节经济器电子膨胀阀113的开度，以使实际工作点的位置不断逼近补气增焓最优工作点的边界曲线，甚至直接落到该边界曲线上，以便在有效保证压缩机12的排气温度和排气过热度满足要求的基础上，还能够尽可能地增大经济器电子膨胀阀113的开度，进而有效提升增焓效果。

具体地，位于该边界曲线以上的区域代表需要增大经济器电子膨胀阀113的开度的区域，位于该边界曲线以下的区域代表需要减小经济器电子膨胀阀113的开度的区域，并且实际工作点距离该边界曲线越远则代表调节速度越快，以使实际工作点的位置能够快速逼近补气增焓最优工作点的边界曲线。

需要说明的是，本发明不对经济器电子膨胀阀113的开度的具体调节幅度作任何限制，技术人员可以根据实际使用需求自行设定；作为一种优选调节方式，所述最佳过热度和所述实际过热度的差值的数值越大，则经济器电子膨胀阀113的开度的调节幅度越大，即经济器电子膨胀阀113的开度的调节幅度和所述差值的数值大小呈正相关。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不仅局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于空调器的补气增焓控制方法，其特征在于，所述空调器的室外机包括经济器和压缩机，所述压缩机上设置有增焓口，所述经济器的辅路的入口段上设置有经济器电子膨胀阀，所述经济器的辅路的出口段与所述增焓口相连，所述补气增焓控制方法包括：

获取所述经济器的辅路的入口温度和出口温度以及所述压缩机的吸气压力、排气温度、排气压力及其与所述排气压力对应的饱和温度；

根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度；

根据所述入口温度和所述出口温度确定实际过热度；

根据所述最佳过热度和所述实际过热度，控制所述经济器电子膨胀阀的开度；

“根据所述吸气压力、所述排气温度、所述排气压力和所述饱和温度确定最佳过热度”的步骤具体包括：

计算所述排气压力和所述吸气压力的比值，即为所述压缩机的压缩比；

计算所述排气温度和所述饱和温度的差值，即为所述压缩机的排气过热度；

根据所述压缩比和所述排气过热度确定所述最佳过热度；

“根据所述压缩比和所述排气过热度确定所述最佳过热度”的步骤具体包括：

根据所述排气过热度确定修正值D；

通过下式确定所述最佳过热度：

Y1=A*X³+B*X²+C*X+D

其中，Y1为所述最佳过热度，X为所述压缩比，A、B和C均为修正系数。

2.根据权利要求1所述的补气增焓控制方法，其特征在于，“根据所述排气过热度确定修正值D”的步骤具体包括：

计算所述排气过热度和修正系数K的乘积，即为所述修正值D。

3.根据权利要求1所述的补气增焓控制方法，其特征在于，所述修正系数A、B和C根据所述压缩机的类型确定。

4.根据权利要求1所述的补气增焓控制方法，其特征在于，“根据所述入口温度和所述出口温度确定实际过热度”的步骤具体包括：

计算所述出口温度和所述入口温度的差值，即为所述实际过热度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的补气增焓控制方法，其特征在于，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤具体包括：

计算所述最佳过热度和所述实际过热度的差值；

根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度。

6.根据权利要求5所述的补气增焓控制方法，其特征在于，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤包括：

如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值大于所述预设差值，则增大所述经济器电子膨胀阀的开度。

7.根据权利要求5所述的补气增焓控制方法，其特征在于，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤包括：

如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值小于所述预设差值，则减小所述经济器电子膨胀阀的开度。

8.根据权利要求5所述的补气增焓控制方法，其特征在于，“根据所述最佳过热度和所述实际过热度的差值和预设差值的比较结果，控制所述经济器电子膨胀阀的开度”的步骤包括：

如果所述最佳过热度和所述实际过热度的差值等于所述预设差值，则不调节所述经济器电子膨胀阀的开度。

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