一种调节空调室外机电子膨胀阀的方法与流程

文档序号:11856326阅读:508来源:国知局

本发明属于空气调节技术领域,具体地说,是涉及空调的调节,更具体地说,是涉及调节空调室外机电子膨胀阀的方法。



背景技术:

电子膨胀阀作为一种新型的控制元件,广泛应用在空调冷媒循环系统中。通过对电子膨胀阀的开度进行调节,调节系统中的冷媒循环量,能够满足空调运行性能要求。因此,如何对电子膨胀阀进行有效控制,是衡量空调系统能效比的关键。

现有技术中,可以采用PID算法对电子膨胀阀的开度进行控制。具体来说,是以压缩机的实际排气温度与目标排气温度的差值作为偏差,基于该偏差进行PID运算,实现对电子膨胀阀开度的调节控制,且可使阀的控制更加迅速,对外界变化的跟随性提高。但是,现有PID调阀控制中,PID参数值固定不变,使得阀开度的调节不能适应不同类型的空调及不同运行工况的变化,阀开度调节不够精确,难以达到理想的空调冷媒循环系统的能效比。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种调节空调室外机电子膨胀阀的方法,达到对电子膨胀阀开度的精确、稳定调节及提高空调冷媒循环系统的能效比的技术目的。

为实现上述发明目的,本发明采用下述技术方案予以实现:

一种调节空调室外机电子膨胀阀的方法,所述方法包括:

压缩机启动运行后,获取压缩机的实时运行频率、实时排气温度及实时室外环境温度;

根据已知的频率区域和外环温区域确定所述实时运行频率所处的实时频率区域及所述实时室外环境温度所处的实时外环温区域;所述已知的频率区域和所述已知的外环温区域均为多个;

根据已知的、PID运算参数值与所述频率区域和所述外环温区域的对应关系获取与所述实时频率区域和所述实时外环温区域对应的实时PID运算参数值;

以所述实时排气温度与设定目标排气温度的差值作为偏差,基于所述偏差对电子膨胀阀的开度进行PID控制,所述PID控制中的PID运算参数值为所述实时PID运算参数值。

与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:采用本发明的方法对电子膨胀阀进行PID调节控制时,通过预先将压缩机运行的频率分成多个频率区域,将室外环境温度分成多个外环温区域,且不同的区域具有各自对应的PID运算参数值,然后根据实时运行频率所处的实时频率区域及实时室外环境温度所处的外环温区域选择对应的实时PID运算参数值作为PID调阀控制中的PID运算参数值,从而,能够针对不同工作频率和不同室外环境温度的工况采用合适的PID运算参数值,使得不同工况下的电子膨胀阀开度的调节均能最大限度达到精确、稳定,有利于全工况下空调冷媒循环系统能效比的提升,且增加了本调阀方法对不同机型的空调器、不同运行工况下的普遍适用性。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明调节空调室外机电子膨胀阀的方法一个实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下将结合附图和实施例,对本发明作进一步详细说明。

请参见图1,该图所示为本发明空调室外机电子膨胀阀的控制方法一个实施例的流程图,具体来说,是对空调冷媒循环系统中的电子膨胀阀开度进行控制的一个实施例的流程图。

如图1所示,该实施例实现电子膨胀阀控制的方法包括如下步骤:

步骤11:压缩机启动运行后,获取压缩机的实时运行频率、实时排气温度及实时室外环境温度。

该步骤中,压缩机的实时运行频率是指压缩机启动后、按照设定采样频率所采集的压缩机的实时运行频率。由于压缩机的运行频率是由空调电脑板上的控制器来控制的,因此,控制器能够方便地获取压缩机运行时的实时运行频率。实时排气温度是指压缩机启动后、按照设定采样频率所采集的压缩机的实时排气温度,可以通过在压缩机排气口设置温度传感器来检测,并通过控制器获取实时排气温度。实时室外环境温度是按照设定采样频率所采集的压缩机所处室外环境的温度,可以通过在室外机上设置的温度传感器来检测,并通过空调控制器来获取。

步骤12:根据已知的频率区域和外环温区域确定实时运行频率所处的实时频率区域及实时室外环境温度所处的实时外环温区域。

频率区域是指压缩机运行频率范围,外环温区域是指室外环境温度范围,频率区域为多个,外环温区域也为多个,均为已知、且预先存储在空调控制器中,并可以通过授权被修改。

在步骤11获取到实时运行频率之后,判断实时运行频率落入哪个频率区域,将其所落入的频率区域作为实时频率区域。同样的,在步骤11获取到实时室外环境温度之后,判断实时室外环境温度哪个外环温区域,将其所落入的外环温区域作为实时外环温区域。

步骤13:根据PID运算参数值与频率区域和外环温区域的对应关系获取与实时频率区域和实时外环温区域对应的实时PID运算参数值。

在空调控制器中预先存储有PID运算参数值与频率区域及外环温区域的对应关系,在步骤12获取到实时频率区域和实时外环温区域之后,根据根据PID运算参数值与频率区域和外环温区域的对应关系获取与实时频率区域和实时外环温区域对应的实时PID运算参数值,作为执行PID控制用的PID运算参数值。

步骤14:以实时排气温度与设定目标排气温度的差值作为偏差,基于偏差对电子膨胀阀的开度进行PID控制。

在步骤13根据PID运算参数值与频率区域和外环温区域的对应关系获取与实时频率区域和实时外环温区域对应的实时PID运算参数值之后,基于所获取的实时PID运算参数值对PID算法中的对应参数赋值,然后执行PID调阀的过程。

PID调阀的过程具体为:计算步骤11中所获取的实时排气温度与设定目标排气温度的差值作为偏差,将该偏差作为PID控制中的偏差,并基于步骤13获取的实时PID运算参数值,执行PID控制,实现对电子膨胀阀开度的PID控制过程。其中,设定目标排气温度是指期望达到的排气温度,可以预先设定,也可以实时确定。例如,根据冷媒流量实时确定,或者,根据压缩机运行频率来确定。优选的,设定目标排气温度根据压缩机实时运行频率来确定。譬如,预先设置并存储压缩机运行频率与目标排气温度的对应表,一个频率段对应一个目标排气温度。在PID控制过程中,根据压缩机实时运行频率查表,找到压缩机实时运行频率所对应的目标排气温度,作为设定目标排气温度。作为更优选的实施方式,设定目标排气温度Td与压缩机实时运行频率f成线性关系,用公式表达为:Td=m*f+n。其中,m和n为已知的、预先存储好的常数。根据压缩机实时运行频率的线性关系来确定设定目标排气温度,能够获得最大的空调能效比。

采用上述方法对电子膨胀阀进行PID调节控制时,通过预先将压缩机运行的频率分成多个频率区域,将室外环境温度分成多个外环温区域,且不同的区域具有各自对应的PID运算参数值,然后根据实时运行频率所处的实时频率区域及实时室外环境温度所处的外环温区域选择对应的实时PID运算参数值作为PID调阀控制中的PID运算参数值,从而,能够针对不同工作频率和不同室外环境温度的工况采用合适的PID运算参数值,使得不同工况下的电子膨胀阀开度的调节均能最大限度达到精确、稳定,有利于全工况下空调冷媒循环系统能效比的提升,且增加了本调阀方法对不同机型的空调器、不同运行工况下的普遍适用性。

作为优选的实施方式,步骤13中的PID运算参数值与频率区域和外环温区域的对应关系满足:任一个频率区域和任一个外环温区域构成一个PID运算参数取值域,在一个PID运算参数取值域内, PID运算参数值均为固定值,在不同的PID运算参数取值域内, PID运算参数值不完全相同或完全不相同。如此设计,使得每个PID运算参数取值同时与运行频率及室外环境温度相关,适应工况的能力更强,控制更加稳定、精确。

对于频率区域、外环温区域及PID运算参数取值的划分,经技术人员的理论经验和大量的实验模拟,优选采用下述方式来进行:

若空调运行模式为制冷模式,频率区域包括运行频率不小于第一设定频率的第一高频区域和运行频率小于第一设定频率的第一低频区域,而外环温区域包括室外环境温度不小于第一设定外环温的第一高温区域和室外环境温度小于第一设定外环温的第一低温区域。其中,第一高频区域和第一高温区域形成第一高频高温PID运算参数取值域,第一高频区域和第一低温区域形成第一高频低温PID运算参数取值域,第一低频区域和第一高温区域形成第一低频高温PID运算参数取值域,第一低频区域和第一低温区域形成第一低频低温PID运算参数取值域。

若空调运行模式为制热模式,频率区域包括运行频率不小于第二设定频率的第二高频区域和运行频率小于第二设定频率的第二低频区域,而外环温区域包括室外环境温度不小于第二设定外环温的第二高温区域和室外环境温度小于第二设定外环温的第二低温区域。其中,第二高频区域和第二高温区域形成第二高频高温PID运算参数取值域,第二高频区域和第二低温区域形成第二高频低温PID运算参数取值域,第二低频区域和第二高温区域形成第二低频高温PID运算参数取值域,第二低频区域和第二低温区域形成第二低频低温PID运算参数取值域。

也即,不管是制热模式还是制冷模式,频率区域为两个,分别为高频区域和低频区域;外环温区域也为两个,分别为高温区域和低温区域。两个频率区域和两个外环温区域彼此交叉,形成四个PID运算参数取值域,分别为高频高温PID运算参数取值域、高频低温PID运算参数取值域、低频高温PID运算参数取值域和低频低温PID运算参数取值域。在每个PID运算参数取值域的PID运算参数取值可能完全不相同,也可能不完全相同。

作为优选的实施方式,制冷模式下的四个PID运算参数取值域内的PID运算参数取值满足下面的条件:第一高频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数均大于第一低频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数;第一高频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数均大于第一低频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数;第一高频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数小于第一高频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数;第一低频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数小于第一低频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数。如此设计,能使得低频及高温运行过程中调阀时的调节值较小,能够减少排气温度的波动及阀开度调节的波动;而在高频及低温运行过程中,调阀时的调节值较大,调阀速度快。

同样的,作为优选的实施方式,制热模式下的四个PID运算参数取值域内的PID运算参数取值满足下面的条件:第二高频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数均大于第二低频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数;第二高频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数均大于第二低频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数和比例系数;第二高频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数大于第二高频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数;第二低频高温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数大于第二低频低温PID运算参数取值域内的PID运算参数中的积分系数。如此设计,使得低频及低温运行过程中调阀时的调节值较小,能够减少排气温度的波动及阀开度调节的波动;而在高频及高温运行过程中,调阀时的调节值较大,调阀速度快。从而,在不同室外环境温度下的整个压缩机运行过程中,电子膨胀阀开度调节精确、稳定,有利于空调冷媒循环系统能效比的提升。

上述的第一设定频率、第二设定频率、第一设定外环温及第二设定外环温均为已知的、预先存储在空调控制器中的值,且可以通过授权被修改。优选的,第一设定频率不大于第二设定频率,第一设定外环温大于第二设定外环温。更优选的,第一设定频率的取值范围为30-40Hz,譬如,为30Hz;第二设定频率的取值范围为35-45Hz,譬如为35Hz;第一设定外环温的取值范围为38-43℃,譬如为40℃;第二设定外环温的取值范围为8-12℃,譬如为10℃。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

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