一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，包括：（1）当Tc＜T1，正常控制：其蒸发器出口过热度△T＝Tg-Tm，Tsh=k*Tsh0；当△T-Tsh>1℃，增大电子膨胀阀开度；当-1℃<△T-Tsh≤1℃，保持电子膨胀阀现有开度；当△T-Tsh≤-1℃，减小电子膨胀阀开度；（2）当Tc≥T1，制冷过负荷控制：当T1≤Tc<T2并持续t1时间，调整电子膨胀阀开度＝j1*电子膨胀阀现有开度；当T2≤Tc<T3并持续t2时间，调整电子膨胀阀开度＝j2*电子膨胀阀现有开度；当Tc≥T3，调整电子膨胀阀至最大开度ψmax；其优点在于，有效保证系统高效、安全、可靠运行。
【专利说明】—种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空调制冷【技术领域】，尤其是一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法。
【背景技术】
[0002]电子膨胀阀在制冷系统中可实现对冷媒流量的精确控制，保证制冷系统各部件始终处于高效的运行状态，目前，对电子膨胀阀开度控制方法的研究主要以保证蒸发器冷媒流量适当，实现高效换热，如中国专利申请公布号:CN103277876A，于2013年9月4日公开了一种空调系统中的电子膨胀阀的控制方法，该方法通过检测蒸发器中部和出口处的温度计算出实际过热度，并通过检测室外环境温度设定目标过热度，然后比较两种过热度，控制系统根据比较结果对电子膨胀阀实施PID控制，该方法计算简便，成本较低，有一定的应用前景。但是，类似这种控制方法仅考虑了环境温度对冷媒循环量的影响，不能够对制冷系统的真实运行状况作出反应，例如，当冷凝器由于脏堵从而换热效率差，该类控制方法对此状况无法做出预测和调整，从而导致高压过高运行，甚至可能导致制冷系统长期因过载运行而损坏。但传统的电子膨胀阀控制方法仍然只会控制蒸发器的出口过热度，对此情况无法做出任何反应，系统的排气压力始终在较高压力下运行，影响压缩机的使用寿命，当压力接近或超过压缩机允许的最大运行压力时甚至会马上烧毁压缩机，因此传统的电子膨胀阀控制方法无法确保制冷系统可靠运行。
【发明内容】
[0003]本发明目的是:提供一种高效、安全、可靠的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法。
[0004]本发明的技术方案是:一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，用于控制空调系统中的电子膨胀阀的开度，该空`调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、电子膨胀阀和控制系统，其特征在于，在所述蒸发器中部、所述蒸发器出口、所述冷凝器中部以及室外分别设有温度传感器，各温度传感器均与所述控制系统连接，所述电子膨胀阀在控制系统的控制下调节开度，其开度控制方法包括:
所述电子膨胀阀开度初始化完成，并保持η时间后，检测所述冷凝器中部温度Tc ；
(1)当Tc< Tl，正常控制:
检测所述蒸发器中部温度Tm、所述蒸发器出口温度Tg、所述室外温度Ta，其蒸发器出口过热度AT = Tg-Tm，根据检测到的室外温度Ta来设定蒸发器出口目标过热度Tsh，Tsh=k*TshO;iAT-Tsh > I °C，增大电子膨胀阀开度；当-1 °C〈Λ T-Tsh≤I °C，保持电子膨胀阀现有开度?，当Δ T-Tsh ( -1°C，减小电子膨胀阀开度；
(2)当Tc≤Tl，制冷过负荷控制:
当Tl < Tc<T2并持续tl时间，调整电子膨胀阀开度=jl*电子膨胀阀现有开度；当T2 ( Tc<T3并持续t2时间，调整电子膨胀阀开度=j2*电子膨胀阀现有开度；当Tc ^ T3，调整电子膨胀阀至最大开度Umax ；其中k为根据室外温度Ta设定的校正参数；TshO为制冷标准测试工况下调节电子膨胀阀开度使制冷系统处于最佳运行状态下得到的蒸发器出口过热度基础参数；T1和T2为制冷过负荷温度点，T3为压缩机允许的最大运行排气压力对应的饱和温度；tl和t2为制冷过负荷持续时间和j2为制冷过负荷电子膨胀阀调整系数。
[0005]优选地，所述电子膨胀阀的开度由步进电机驱动调节，其开度大小由输入的脉冲数步数表示，且其最大开度Umax为480步。
[0006]优选地，所述增大或减小电子膨胀阀开度的幅度为h，且h = 10步/次。
[0007]优选地，所述校正参数k与室外温度Ta关系为:k = a-(Ta_35)*b，其中a和b均为修正参数，该a和b均为通过测定多种运行工况下，所述蒸发器中部温度Tm、所述蒸发器出口温度Tg和所述冷凝器中部温度Tc在确保制冷系统各部件处于高效运行状态下进行拟合得到。
[0008]优选地，tl=l~2mins, t2 = 0.5*tl ；jl=l.05 ~1.1, j2 = jl+0.05。
[0009]优选地，k=0.5 ~1.8，TshO=5°C。
[0010]优选地，所述电子膨胀阀初始开度为U/S，当Ta>35°C，Vs为电子膨胀阀最大开度Vmax的60%;当25°C〈Ta≤35°C，Vs为电子膨胀阀最大开度Vmax的45%;当Ta≤25°C，Vs为电子膨胀阀最大开度Vmax的35% ;n = 6mins。
[0011]更优选地，所述正常控制和所述制冷过负荷控制的检测周期为m，且m > tl。
[0012]本发明的优点是:只需设置四个温度传感器分别用于检测所述蒸发器中部温度Tm、所述蒸发器出口温度Tg、所述冷凝器中部温度Tc、所述室外温度Ta，即可对电子膨胀阀的开度进行精确、可靠控制；当正常控制时，通过调节电子膨胀阀的开度来控制所述蒸发器出口过热度以确保制冷系统各部件在不同工况下高效运行；当制冷过负荷控制时，通过检测冷凝器中部温度Tc及其保持时间来调整电子膨胀阀的开度，保证系统高效、安全、可靠运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
图1为本发明空调系统原理图；
图2为本发明空调系统的电子膨胀阀控制方法流程图；
其中:1压缩机，2蒸发器，3冷凝器，4电子膨胀阀。
【具体实施方式】
[0014]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0015]实施例:参照图1、2所示，一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，用于控制空调系统中的电子膨胀阀4的开度，该空调系统包括压缩机1、蒸发器2、冷凝器3、电子膨胀阀4和控制系统，在所述蒸发器2中部、所述蒸发器2出口、所述冷凝器3中部以及室外分别设有温度传感器，各温度传感器均与所述控制系统连接，所述电子膨胀阀4在控制系统的控制下调节开度，其开度控制方法包括:
首先启动空调系统，设定电子膨胀阀4的开度为初始开度Vs，为了减少系统启动时的振荡要求保持该开度6mins，初始开度nr s根据不同的空调系统进行设定，并与室外温度Ta进行关联；当Ta较高时，为了确保适当的冷凝压力设定Vs取较大值，当Ta较低时，相应￥s取较小值，根据制冷量为I匹的空调器其初始开度Vs按如下关系取值:当Ta>35°C，Ψs为电子膨胀阀4最大开度Umax的60% ;当25V〈Ta ^ 35°C, Ψs为电子膨胀阀4最大开度￥max的45% ;当Ta < 25°C, Ψ s为电子膨胀阀4最大开度Vmax的35% ;在本实施例中最大开度Vmax为480步；
当电子膨胀阀4保持初始开度的时间结束后，检测冷凝器3中部温度Tc，当Tc < Tl时，对电子膨胀阀4的开度进行正常控制，否则进行制冷过负荷控制，在本实施例中Tl = 60°C。
[0016]当Tc < Tl，电子膨胀阀4正常控制:检测所述蒸发器2中部温度Tm、所述蒸发器
2出口温度Tg、所述室外温度Ta，其蒸发器2出口过热度Λ T = Tg-Tm，根据检测到的室外环境温度Ta来设定蒸发器2出口目标过热度Tsh，Tsh=k*TshO，其中k为根据室外环境温度Ta设定的校正参数，TshO为制冷标准测试工况下调节膨胀阀开度使制冷系统处于最佳运行状态下得到的蒸发器2出口过热度基础参数，本实施例中TshO = 5°C，校正参数k的范围为0.5~1.8，且该校正参数k与室外温度Ta关系为:k = a- (Ta_35)*b，其中a和b均为通过测定多种不同室外环境温度运行工况下，采集制冷系统处于高效运行时的最佳蒸发器2出口过热度，并对采集的数据进行拟合得到的修正参数，本实施例中试验得到a = l,b= 0.04;当Λ T-Tsh > I °C，增大电子膨胀阀4开度；当-1 °C〈Λ T-Tsh≤I °C，保持电子膨胀阀4现有开度；当八T-Tsh ( -1°C，减小电子膨胀阀4开度；其增大或减小电子膨胀阀4开度的幅度为h，且h= 10步/次。
[0017]当Tc≤Tl，电子膨胀阀4制冷过负荷控制:当Tl < Tc〈T2并持续11时间，调整电子膨胀阀4开度=jl*电子膨胀阀4现有开度；当T2 < Tc<T3并持续t2时间，调整电子膨胀阀4开度=j2*电子膨胀阀4现有开度；当Tc≤T3，调整电子膨胀阀4开度至最大开度￥max ;其中Tl和T2为制冷过负荷温度点，T3为压缩机I允许的最大运行排气压力对应的饱和温度；tl和t2为制冷过负荷持续时间；jl和j2为制冷过负荷电子膨胀阀4调整系数，本实施例中 Tl = 60°C，T2 = 65°C，T3 = 70°C，tl = lmins, t2 = 0.5 mins, jl = 1.1, j2=1.15。
[0018]本发明的空调系统对正常控制和制冷过负荷控制的检测周期为m时间，本实施例为了应对运行工况的实时变化设定检测周期为m = 2mins。
[0019]本实施例设置四个温度传感器分别用于检测所述蒸发器2中部温度Tm、所述蒸发器2出口温度Tg、所述冷凝器3中部温度Tc、所述室外温度Ta，即可对电子膨胀阀4的开度进行精确、可靠控制；当正常控制时，通过调节电子膨胀阀4的开度使得蒸发器2实际出口过热度与目标出口过热度接近，确保蒸发器2能够高效换热，并且该目标出口过热度可以根据环境温度实现自适应调节，确保蒸发器2在不同工况下始终处于高效换热状态，从而实现整个制冷系统的高效运行；相对于传统的电子膨胀阀4控制方法，本发明特别设计了制冷过负荷控制可以应对某些特殊工况下电子膨胀阀4的控制，例如当冷凝器3脏堵严重换热效果变差，或者冷凝器3风机排风不顺畅，这些情况会导致排气压力升高，制冷系统不稳定，但制冷系统可以通过检测冷凝器3中部温度Tc及其保持时间来实时调整电子膨胀阀4的开度减轻节流效果，在一定程度上降低排气压力，从而保证系统仍然高效、安全、可靠运行。
[0020]以上所述，仅为发明的【具体实施方式】。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，用于控制空调系统中的电子膨胀阀的开度，该空调系统包括压缩机、蒸发器、冷凝器、电子膨胀阀和控制系统，其特征在于，在所述蒸发器中部、所述蒸发器出口、所述冷凝器中部以及室外分别设有温度传感器，各温度传感器均与所述控制系统连接，所述电子膨胀阀在控制系统的控制下调节开度，其开度控制方法包括: 所述电子膨胀阀开度初始化完成，并保持n时间后，检测所述冷凝器中部温度Tc ； (1)当Tc< Tl，正常控制: 检测所述蒸发器中部温度Tm、所述蒸发器出口温度Tg、所述室外温度Ta，其蒸发器出口过热度AT = Tg-Tm，根据检测到的室外温度Ta来设定蒸发器出口目标过热度Tsh，Tsh=k*TshO;iAT-Tsh > I °C，增大电子膨胀阀开度；当-1 °C〈A T-Tsh≤I °C，保持电子膨胀阀现有开度；当厶T-Tsh ( -rc，减小电子膨胀阀开度； (2)当Tc≤Tl，制冷过负荷控制: 当Tl < Tc<T2并持续tl时间，调整电子膨胀阀开度=jl*电子膨胀阀现有开度；当T2 ( Tc<T3并持续t2时间，调整电子膨胀阀开度=j2*电子膨胀阀现有开度；当Tc≤T3，调整电子膨胀阀至最大开度Vmax ； 其中k为根据室外温度Ta设定的校正参数；TshO为制冷标准测试工况下调节电子膨胀阀开度使制冷系统处于最佳运行状态下得到的蒸发器出口过热度基础参数；T1和T2为制冷过负荷温度点，T3为压缩机允许的最大运行排气压力对应的饱和温度；tl和t2为制冷过负荷持续时间；jl和j2为制冷过负荷电子膨胀阀调整系数。
2.根据权利要求1所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述电子膨胀阀的开度由步进电机驱动调节，其开度大小由输入的脉冲数步数表示，且其最大开度￥ max 为 480 步。
3.根据权利要求2所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述增大或减小电子膨胀阀开度的幅度为h，且h = 10步/次。
4.根据权利要求1所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述校正参数k与室外温度Ta关系为:k = a- (Ta_35) *b，其中a和b均为修正参数，该a和b均为通过测定多种运行工况下，所述蒸发器中部温度Tm、所述蒸发器出口温度Tg和所述冷凝器中部温度Tc在确保制冷系统各部件处于高效运行状态下进行拟合得到。
5.根据权利要求1所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，tl=l~2mins, t2 = 0.5*tl ； jl=l.05 ~1.1, j2 = jl+0.05。
6.根据权利要求1所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，k=0.5~1.8，TshO=5°Co
7.根据权利要求1所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述电子膨胀阀初始开度为Vs,当Ta>35°C, Vs为电子膨胀阀最大开度Vmax的60%;当250C〈Ta ( 35°C, Vs为电子膨胀阀最大开度Vmax的45% ;当Ta≤25°C, Vs为电子膨胀阀最大开度Vmax的35% ；n = 6mins。
8.根据权利要求1至7任一项所述的空调制冷时电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述正常控制和所述制冷过负荷控制的检测周期为m，且m > tl。
【文档编号】F24F11/00GK103776131SQ201410020421
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】张伟 申请人:苏州海特温控技术有限公司