CN113776230A - 一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法及其系统，其属于电子膨胀阀的技术领域，其技术方案要点包括以下步骤：获取室外温度值并提前设定预设温度值；将室外温度值和预设温度值进行比较，判断室外温度值是否小于预设温度值；当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀打开，电子膨胀阀与压缩机变频调速相互配合。本申请具有通过对管道外部的温度进行检测，从而判断管道外温度是否过低，当温度较低时存在结霜的现象，打开电子膨胀阀，此时压缩机高速转动，制冷剂大流量循环，利用压缩机排气热量进行除霜，该除霜的方式时间较短，且能耗较低的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子膨胀阀领域，尤其是涉及一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法及其系统。
背景技术
天然气管道是指将天然气从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道。利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式。天然气由液体气化需要吸收大量的热，管道内的剧烈相变引起管道外水汽冷却结霜，主管道结霜会堵住阀门从而造成断气，因此一般天然气管道都会配备有电加热器。
现有的天然气管道的电加热器包括壳体、保温材料、加热室、气体分布器、天然气进口、排污口、混流室、防爆接线盒、一级保护开关、超温保护开关、天然气出口和测温电阻。电加热器左端设有混流室,防爆接线盒,一级保护开关,超温保护开关,天然气出口和测温电阻,右端设有气体分布器和天然气进口,中部为加热室,排污口设于电加热器的中部.电加热器内部设有保温材料,壳体与保温材料相连;天然气进口处设有气体分布器,其作用是使进入加热室内的天然气能均匀的分布于加热室.本实用新型使用方便快捷,设有防爆接线盒,一级保护开关和超温保护开关,能保证电加热器的安全性。
电加热器在使用过程中需要消耗大量的能量去制热，电加热器产生热量的时间较长，导致除霜的时间较长。
发明内容
为了解决现有的天然气系统存在换热能力较低的问题，可能会造成资源的浪费的问题，本申请提供一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法及其系统。
第一方面，本申请提供一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，采用如下的技术方案：
一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，包括以下步骤：
获取室外温度值并提前设定预设温度值；
将室外温度值和预设温度值进行比较，判断室外温度值是否小于预设温度值；
当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀打开，电子膨胀阀与压缩机变频调速相互配合。
通过采用上述技术方案，通过对管道外部的温度进行检测，从而判断管道外温度是否过低，当温度较低时存在结霜的现象，打开电子膨胀阀，此时压缩机高速转动，制冷剂大流量循环，利用压缩机排气热量进行除霜，该除霜的方式时间较短，且能耗较低。
可选的，所述当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀打开，电子膨胀阀与压缩机变频调速相互配合还包括：
获取排气温度值；
判断排气温度值大小；
当排气温度值越大时，电子膨胀阀的开启度越大。
通过采用上述技术方案，排气温度值较大时，增加电子膨胀阀的开启度可以增加制冷剂流量，冷却进气，从而达到降低排气温度的效果，降低排气温度可以减少压缩机的功耗，同时确保了压缩机能够安全运作。
可选的，所述获取排气温度值的步骤还包括：
获取压缩机出口温度和冷凝器温度；
计算压缩机出口温度和冷凝器温度的差值；
将压缩机出口温度和冷凝器温度的差值作为排气温度值。
通过采用上述技术方案，根据压缩机出口温度和冷凝器温度的差值作为排气温度值，能够更全面地对压缩机各处的温度进行检测，从而调节电子膨胀阀的开度大小，达到节约能耗，快速除霜的效果。
可选的，所述当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀打开，电子膨胀阀与压缩机变频调速相互配合还包括：电子膨胀阀的开启状态根据压缩机的工作状态决定；
当压缩机停机时，电子膨胀阀处于全关闭状态，阻止冷却剂从冷凝器流向蒸发器；
当压缩机启动时，先控制电子膨胀阀开启，再控制压缩机启动。
通过采用上述技术方案，根据压缩机的工作状态控制电子膨胀阀的开启状态，从而减少热损耗，减少能源的消耗，同时控制电子膨胀阀开启后启动压缩机能够使得压缩机更容易启动。
可选的，所述当压缩机启动时，先控制电子膨胀阀开启，再控制压缩机启动具体包括：
获取蒸发器的吸气压力和蒸发器的排气压力；
调节电子膨胀阀开启度的大小；
当吸气压力与排气压力达到平衡时，控制压缩机启动。
通过采用上述技术方案，控制电子膨胀阀开启后启动压缩机减少了热损耗，同时使得压缩机更容易启动。
第二方面，本申请提供一种天然气制热电子膨胀阀的控制系统，采用如下的技术方案：
一种天然气制热电子膨胀阀的控制系统，包括中央控制器、检测装置、电子膨胀阀、压缩机、与压缩机出口连接的冷凝器和与压缩机入口连接的蒸发器，中央控制器包括信息采集模块、分析模块和控制模块；
信息采集模块：用于获取排气温度值；
分析模块：根据排气温度值与预设温度值确定电子膨胀阀的开度；
控制模块：根据开度值控制电子膨胀阀打开的大小。
通过采用上述技术方案，采集过热度信号并对过热度信号进行分析，根据分析结果控制电子膨胀阀的开度大小，根据情况控制压缩机启动，从而对天然气管道处进行除霜处理，且通过压缩机产热进行除霜效率较高，且能耗较低。
可选的，所述检测装置包括温度传感器和压力传感器；
温度传感器分为用于检测室外温度值的第一温度传感器、用于检测压缩机出口温度的第二温度传感器、用于检测冷凝器温度的第三温度传感器和用于检测蒸发器出口处的排气温度值的第四温度传感器；
压力传感器分为用于获取吸气压力的第一压力传感器和用于获取排气压力的第二压力传感器。
通过采用上述技术方案，对天然气管道处不同的位置进行温度检测，对蒸发器不同处的气压进行检测，并将检测结果通过无线网络传输给中央控制器，中央控制器根据不同的温度或压力发出不同的控制指令，从而达到快速除霜的效果。
可选的，分析模块用于设定多个预设温度值，每个预设温度值均划分有一个温度范围，根据不同的温度范围确定电子膨胀阀的开度。
通过采用上述技术方案，当检测到的温度处于不同的温度范围，根据检测温度处于的温度范围，控制电子膨胀阀打开相应的开度，从而在除霜的同时，较少能量损失。
第三方面，本申请提供一种智能终端，采用如下的技术方案：
一种智能终端，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利上述任一所述的天然气制热电子膨胀阀的控制方法。
通过采用上述技术方案，能够存储并处理相应的程序，具有使得除霜更加高效节能的优点。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至4任一所述的天然气制热电子膨胀阀的控制方法。
通过采用上述技术方案，便于储存相关的程序，便于对天然气管道进行快速除霜。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当温度较低时存在结霜的现象，打开电子膨胀阀，此时压缩机高速转动，制冷剂大流量循环，利用压缩机排气热量进行除霜，该除霜的方式时间较短，且能耗较低。
2.根据压缩机的工作状态控制电子膨胀阀的开启状态，从而减少热损耗，减少能源的消耗。
附图说明
图1是本申请实施例中一种天然气制热电子膨胀阀的控制系统的结构框图。
图2是本申请实施例中检测装置的结构框图。
图3是本申请实施例中检测装置与控制系统的连接示意图。
图4是本申请实施例中中央控制器的连接示意图。
图5是本申请实施例中一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法的流程图。
图6是本申请实施例中电子膨胀阀的开启度设置的流程图。
附图标记说明：
1、中央控制器；11、信息采集模块；12、分析模块；13、控制模块；2、检测装置；21、温度传感器；211、第一温度传感器；212、第二温度传感器；213、第三温度传感器；214、第四温度传感器；22、压力传感器；221、第一压力传感器；222、第二压力传感器；3、电子膨胀阀；4、压缩机；5、冷凝器；6、蒸发器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细说明。
以下结合说明书附图对本申请一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法及其系统的实施例作进一步详细描述。
本申请一实施例公开一种天然气制热电子膨胀阀的控制系统。
参照图1，一种天然气制热电子膨胀阀的控制系统，包括电子膨胀阀3和压缩机4，电子膨胀阀3与压缩机4变频调速相互配合。压缩机4的出口连接有冷凝器5，压缩机4的入口连接有蒸发器6。蒸发器6吸收水的热量完成液化气的蒸发，压缩机4吸收汽态的液化气并将液化气压缩成高温高压的气体至冷凝器5，冷凝器5内高温高压的液化气放热从而变成液态液化气。在本实施例中，通过打开电子膨胀阀3使得制冷剂大流量循环，制冷剂与高温高压的汽态液化气相接触产生大量的热量，产生的热量可以对天然气管道处进行除霜操作。
参照图2和图3，天然气制热电子膨胀阀的控制系统还包括检测装置2，检测装置2包括温度传感器21和压力传感器22，温度传感器21分为第一温度传感器211、第二温度传感器212、第三温度传感器213和第四温度传感器214，压力传感器22分为第一压力传感器221和第二压力传感器222。第一温度传感器211设于天然气管道外，第一温度传感器211用于检测室外温度值。第二温度传感器212设于压缩机4的出口处，第二温度传感器212用于检测压缩机4出口温度的第二温度传感器212。第三温度传感器213设于冷凝器5上，第三温度传感器213用于检测冷凝器5的温度。第四温度传感器214设于蒸发器6出口处，第四温度传感器214用于检测蒸发器6出口处的排气温度值。第一压力传感器221设于蒸发器6的吸气口处，第一压力传感器221用于检测蒸发器6吸气口处的吸气压力。第二压力传感器222设于蒸发器6的排气口处，第二压力传感器222用于检测蒸发器6排气口处的排气压力。
参照图4，电子膨胀阀3、检测装置2、压缩机4、冷凝器5和蒸发器6均通讯连接有中央控制器1。具体的，中央控制器1包括信息采集模块11、分析模块12和控制模块13。信息采集模块11用于获取排气温度值；分析模块12用于根据排气温度值与预设温度值确定电子膨胀阀3的开度；控制模块13用于根据开度值控制电子膨胀阀3打开的大小。分析模块12内设定有多个预设温度值，每个预设温度值均划分有一个温度范围，根据排气温度值所处的温度范围确定电子膨胀阀3的开度。
在实施中，信息采集模块11接收电信号，分析模块12对接收到的电信号进行分析，并且通过控制模块13对膨胀阀施加电压或电流，进而达到调节制冷剂供液量的目的。采用电子膨胀阀3进行蒸发器6出口制冷剂热度调节，通过设置在蒸发器6出口的第四温度传感器214和第二压力传感器222来采集过热度信号，采用反馈调节来控制膨胀阀的开度。
下面结合一种天然气制热电子膨胀阀的控制系统对一种天然气制热电子膨胀阀3的控制方法的实施进行详细说明：
参照图5，一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，包括以下步骤：
S1，获取室外温度值并提前设定预设温度值；
在实施中，当室外温度值过低时，天然气管道上会产生结霜的现象，结霜会导致阀门堵塞从而造成断气的情况，因此需要及时进行除霜处理。
S2，将室外温度值和预设温度值进行比较并判断室外温度值是否小于预设温度值；
S3，当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀3打开。
在实施中，通过打开电子膨胀阀3，使得压缩机4高速转动，此时制冷剂大流量循环，利用压缩机4排气热量进行除霜，该除霜的方式时间较短，且能耗较低。
参照图6，电子膨胀阀3的开启度根据排气温度值的大小决定，具体包括如下步骤：
S10，获取压缩机4的排气温度值；
S20，判断排气温度值大小；
S30，当排气温度值越大时，电子膨胀阀3的开启度越大。
在实施中，根据不同的排气温度值控制电子膨胀阀3开启度的大小，从而达到除霜的作用。当排气温度值较大时，增加电子膨胀阀3的开启度可以增加制冷剂流量，冷却进气，从而达到降低排气温度的效果，避免压缩机4温度过高引发安全事故。
排气温度值的大小随着压缩机4出口温度大小和冷凝器5温度大小而改变，具体包括如下步骤：
获取压缩机4出口温度和冷凝器5温度；
计算压缩机4出口温度和冷凝器5温度的差值；
将压缩机4出口温度和冷凝器5温度的差值作为排气温度值。
在一个实施例中，为了减少除霜过程中的热损耗，根据压缩机4的工作状态控制电子膨胀阀3的开启状态，当压缩机4停机时，电子膨胀阀3处于全关闭状态，阻止冷却剂从冷凝器5流向蒸发器6；当压缩机4启动时，先控制电子膨胀阀3开启，再控制压缩机4启动。这样既减少了热损耗，也使得压缩机4易于启动。
在另一个实施例中，为了减少热损耗，检测蒸发器6的吸气压力和蒸发器6的排气压力，通过调节电子膨胀阀3开启度使得吸气压力与排气压力达到平衡，从而控制压缩机4启动。
本申请实施例还公开了一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行天然气制热电子膨胀阀的控制方法的计算机程序。
基于上述同一发明构思，本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集能够由处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的天然气制热电子膨胀阀的控制方法。
应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取室外温度值并提前设定预设温度值；
将室外温度值和预设温度值进行比较，判断室外温度值是否小于预设温度值；
当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀(3)打开，电子膨胀阀(3)与压缩机(4)变频调速相互配合。
2.根据权利要求1所述的一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀(3)打开，电子膨胀阀(3)与压缩机(4)变频调速相互配合还包括：
获取排气温度值；
判断排气温度值大小；
当排气温度值越大时，电子膨胀阀(3)的开启度越大。
3.根据权利要求2所述的一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述获取排气温度值的步骤还包括：
获取压缩机(4)出口温度和冷凝器(5)温度；
计算压缩机(4)出口温度和冷凝器(5)温度的差值；
将压缩机(4)出口温度和冷凝器(5)温度的差值作为排气温度值。
4.根据权利要求1所述的一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述当室外温度值小于预设温度值时，控制电子膨胀阀(3)打开，电子膨胀阀(3)与压缩机(4)变频调速相互配合还包括：电子膨胀阀(3)的开启状态根据压缩机(4)的工作状态决定；
当压缩机(4)停机时，电子膨胀阀(3)处于全关闭状态，阻止冷却剂从冷凝器(5)流向蒸发器(6)；
当压缩机(4)启动时，先控制电子膨胀阀(3)开启，再控制压缩机(4)启动。
5.根据权利要求4所述的一种天然气制热电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述当压缩机(4)启动时，先控制电子膨胀阀(3)开启，再控制压缩机(4)启动具体包括：
获取蒸发器(6)的吸气压力和蒸发器(6)的排气压力；
调节电子膨胀阀(3)开启度的大小；
当吸气压力与排气压力达到平衡时，控制压缩机(4)启动。
6.一种天然气制热电子膨胀阀(3)的控制系统，其特征在于，包括中央控制器(1)、检测装置(2)、电子膨胀阀(3)、压缩机(4)、与压缩机(4)出口连接的冷凝器(5)和与压缩机(4)入口连接的蒸发器(6)，中央控制器(1)包括信息采集模块(11)、分析模块(12)和控制模块(13)；
所述信息采集模块(11)：用于获取排气温度值；
所述分析模块(12)：根据排气温度值与预设温度值确定电子膨胀阀(3)的开度；
所述控制模块(13)：根据开度值控制电子膨胀阀(3)打开的大小。
7.根据权利要求6所述的一种天然气制热电子膨胀阀(3)的控制系统，其特征在于：所述检测装置(2)包括温度传感器(21)和压力传感器(22)；
所述温度传感器(21)分为用于检测室外温度值的第一温度传感器(211)、用于检测压缩机(4)出口温度的第二温度传感器(212)、用于检测冷凝器(5)温度的第三温度传感器(213)和用于检测蒸发器(6)出口处排气温度值的第四温度传感器(214)；
所述压力传感器(22)分为用于获取吸气压力的第一压力传感器(221)和用于获取排气压力的第二压力传感器(222)。
8.根据权利要求7所述的一种天然气制热电子膨胀阀(3)的控制系统，其特征在于，分析模块(12)用于设定多个预设温度值，每个预设温度值均划分有一个温度范围，根据不同的温度范围确定电子膨胀阀(3)的开度。
9.一种智能终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至4任一所述的天然气制热电子膨胀阀的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至4任一所述的天然气制热电子膨胀阀的控制方法。
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