一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空調(diào)設(shè)備一般根據(jù)換熱介質(zhì)來(lái)區(qū)分，水水換熱循環(huán)系統(tǒng)為其中常見(jiàn)的一大類(lèi)。目前，水水換熱空調(diào)設(shè)備普通采用毛細(xì)管或熱力膨脹閥進(jìn)行節(jié)流，以達(dá)到能量交換效率最優(yōu)化的目的。然而，采用毛細(xì)管制冷劑流量和節(jié)流程度均無(wú)法自動(dòng)調(diào)控，往往只能適應(yīng)某些工況的使用要求，對(duì)于水水換熱空調(diào)寬領(lǐng)域的使用范圍是極其不合理的，其結(jié)果容易導(dǎo)致系統(tǒng)在惡劣工況下運(yùn)行效果極差，系統(tǒng)的可靠性與安全性均無(wú)法得到保證，并大大降低了系統(tǒng)使用壽命。同時(shí)對(duì)于熱力膨脹閥由于是根據(jù)系統(tǒng)吸氣端的過(guò)熱度來(lái)自動(dòng)調(diào)整，雖然相對(duì)毛細(xì)管有所改善，但調(diào)節(jié)過(guò)程明顯滯后，無(wú)法有效地保證系統(tǒng)運(yùn)行在最適應(yīng)的狀態(tài)，特別是水水換熱循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)處于實(shí)時(shí)變化時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程的滯后往往導(dǎo)致系統(tǒng)性能上的降低，無(wú)法快速自適應(yīng)各種工況的變化。
[0003]同樣，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑流量及節(jié)流程度也很難做到適應(yīng)各種工況的自動(dòng)調(diào)控，無(wú)法有效地保證系統(tǒng)運(yùn)行在最適應(yīng)的狀態(tài)。故采用電子膨脹閥來(lái)控制空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑流量及節(jié)流程序是最具優(yōu)勢(shì)的方案。目前，通常采用控制壓縮機(jī)吸氣過(guò)熱度的方法調(diào)節(jié)電子膨脹閥的打開(kāi)或關(guān)閉，從而使設(shè)備可以正常運(yùn)行；而電子膨脹閥吸氣過(guò)熱度控制需要檢測(cè)吸氣溫度和吸氣壓力兩個(gè)變量。在空調(diào)行業(yè)內(nèi)，檢測(cè)壓力變量的壓力變送器成本相對(duì)于大型空調(diào)設(shè)備可以忽略不計(jì)，但相對(duì)于小型空調(diào)設(shè)備來(lái)說(shuō)就可能相當(dāng)可觀?；趦r(jià)值方式，對(duì)于小型水水換熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要找到一種吸氣過(guò)熱度的替代方案來(lái)控制電子膨脹閥打開(kāi)或關(guān)閉，已達(dá)到在成本基礎(chǔ)上換熱效率最優(yōu)的效果，從而有效地保證系統(tǒng)運(yùn)行在最適應(yīng)的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決以上技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供了一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法，能夠保證水水換熱的空調(diào)設(shè)備的制冷劑流量及節(jié)流程度能夠根據(jù)工況自動(dòng)調(diào)控，保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行在最適應(yīng)的狀態(tài)。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明的一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法，包括以下步驟:
步驟1，啟動(dòng)并初始化設(shè)置在空調(diào)系統(tǒng)冷媒循環(huán)回路中的電子膨脹閥，
將電子膨脹閥的開(kāi)度設(shè)置在預(yù)定的初始范圍；
步驟2，在電子膨脹閥啟動(dòng)預(yù)定的時(shí)間后，實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)的吸氣溫度和電子膨脹閥閥后溫度，并將兩者進(jìn)行差值計(jì)算得出電子膨脹閥的實(shí)際過(guò)熱度；
步驟3，在電子膨脹閥啟動(dòng)預(yù)定的時(shí)間后，根據(jù)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值及該溫度的變化趨勢(shì)設(shè)定電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度；
步驟4，將步驟2中計(jì)算得出的實(shí)際過(guò)熱度與步驟3中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度相對(duì)比，并經(jīng)過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)確定電子膨脹閥的最優(yōu)開(kāi)度值域，空調(diào)控制系統(tǒng)將電子膨脹閥的開(kāi)度調(diào)整至該最優(yōu)開(kāi)度值域。
[0006]在步驟3中，蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值> 20°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為5°C ； 20°C<蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值< 15°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為4 V ；
15°C彡蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值< 10°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為3°C ；
蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值< 10°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為2°C。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:利用本發(fā)明的方案，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算實(shí)際過(guò)熱度，并與設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度進(jìn)行比對(duì)，確定最優(yōu)開(kāi)度值域，本發(fā)明簡(jiǎn)化了控制方法，降低了設(shè)備成本，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑流量和節(jié)流程度的自動(dòng)控制，保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)的可靠和安全運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明水水換熱空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]其中:1壓縮機(jī)，2換向閥，3電子膨脹閥，4冷凝器，5蒸發(fā)器。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
本發(fā)明的一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥3的控制方法，能夠保證水水換熱的空調(diào)設(shè)備的制冷劑流量及節(jié)流程度能夠根據(jù)工況自動(dòng)調(diào)控，保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行在最適應(yīng)的狀態(tài)。如圖1所示，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行原理，隨著水溫的不斷升高，系統(tǒng)吸氣溫度，壓力以及制冷劑流量均是不斷變化的，由于這種動(dòng)態(tài)的變化導(dǎo)致系統(tǒng)不得不進(jìn)行實(shí)時(shí)的自適應(yīng)運(yùn)行控制，其中電子膨脹閥3控制起到了關(guān)鍵作用。在相關(guān)位置安裝溫度傳感器，包括有壓縮機(jī)I吸氣溫度傳感器、電子膨脹閥3閥后溫度傳感器和蒸發(fā)器5進(jìn)水溫度傳感器。壓縮機(jī)I低壓進(jìn)口端中的換熱工質(zhì)為氣態(tài)，通過(guò)壓縮機(jī)I加壓，氣態(tài)的換熱工質(zhì)(冷媒)通過(guò)四通換向閥2在冷凝器4中轉(zhuǎn)化為液態(tài)的換熱工質(zhì)而釋放熱量，將水加熱，冷凝器4中的換熱工質(zhì)經(jīng)電子膨脹閥3節(jié)流后流入蒸發(fā)器5，換熱工質(zhì)由于壓力的降低而在蒸發(fā)器5內(nèi)蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)，并吸收熱量，氣態(tài)的換熱工質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)I，經(jīng)壓縮機(jī)I加壓后又在冷凝器4中冷凝而變?yōu)橐簯B(tài)，如此往復(fù)循環(huán)，水換熱介質(zhì)經(jīng)與冷凝器4和蒸發(fā)器5換熱而達(dá)到空調(diào)制冷和制熱的目的。
[0011]本發(fā)明的控制方法包括以下步驟:
步驟1，啟動(dòng)并初始化設(shè)置在空調(diào)系統(tǒng)冷媒循環(huán)回路中的電子膨脹閥3，
將電子膨脹閥3的開(kāi)度設(shè)置在預(yù)定的初始范圍；
步驟2，在電子膨脹閥3啟動(dòng)預(yù)定的時(shí)間后，實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)I的吸氣溫度和電子膨脹閥3閥后溫度，并將兩者進(jìn)行差值計(jì)算得出電子膨脹閥3的實(shí)際過(guò)熱度；
步驟3，在電子膨脹閥3啟動(dòng)預(yù)定的時(shí)間后，根據(jù)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值及該溫度的變化趨勢(shì)設(shè)定電子膨脹閥3的目標(biāo)過(guò)熱度；
步驟4，將步驟2中計(jì)算得出的實(shí)際過(guò)熱度與步驟3中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度相對(duì)比，并經(jīng)過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)確定電子膨脹閥3的最優(yōu)開(kāi)度值域，空調(diào)控制系統(tǒng)將電子膨脹閥3的開(kāi)度調(diào)整至該最優(yōu)開(kāi)度值域。
[0012]其中蒸發(fā)器5進(jìn)水溫度為與蒸發(fā)器5進(jìn)行換熱的水路的銅管溫度測(cè)得，壓縮機(jī)I吸氣口測(cè)得的溫度為吸氣溫度，電子膨脹閥3閥后溫度為電子膨脹閥3節(jié)流后銅管溫度測(cè)得。溫度測(cè)試采用感溫包或溫度傳感器。根據(jù)這些參數(shù)輸入后，采用過(guò)熱度算法確定電子膨脹閥3當(dāng)前位置，其主要的計(jì)算方法如下:
實(shí)際過(guò)熱度=吸氣溫度-電子膨脹閥3發(fā)后溫度。
[0013]目標(biāo)過(guò)熱度根據(jù)蒸發(fā)器5進(jìn)水溫度來(lái)給定，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，為了達(dá)到最好的效果，它與溫度的關(guān)系可以設(shè)定如下:
如果進(jìn)水溫度> 20°C，電子膨脹閥3目標(biāo)過(guò)熱度為5°C ；
如果20°C彡進(jìn)水溫度< 15°C時(shí)，電子膨脹閥3目標(biāo)過(guò)熱度為4 V ；
如果15°C彡進(jìn)水溫度< 10°C時(shí)，電子膨脹閥3目標(biāo)過(guò)熱度為3°C ；
如果進(jìn)水溫度< 10°C時(shí)，電子膨脹閥3目標(biāo)過(guò)熱度為2V ；
水水換熱空調(diào)器制冷運(yùn)行從啟動(dòng)開(kāi)始，通過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)搜尋最佳電子膨脹閥3開(kāi)度，在最接近最優(yōu)開(kāi)度后，停止搜索，系統(tǒng)認(rèn)為此時(shí)的開(kāi)度即為最佳的電子膨脹閥3開(kāi)度，后續(xù)僅在此基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)熱度調(diào)節(jié)。過(guò)熱度算法不限于上述給出的方法，包括PI控制，PID控制以及模糊控制等。
[0014]系統(tǒng)啟動(dòng)后，電子膨脹閥3開(kāi)始進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作，電子膨脹閥3開(kāi)度由未知開(kāi)度復(fù)位為O步。在初始最優(yōu)開(kāi)度偏差值A(chǔ)和參考(假定)最優(yōu)開(kāi)度B。最優(yōu)開(kāi)度偏差值A(chǔ)根據(jù)要求搜索最優(yōu)開(kāi)度精度要求來(lái)給定。最優(yōu)開(kāi)度B根據(jù)電子膨脹閥3開(kāi)度范圍給定假定值，一般在電子膨脹閥3全部開(kāi)度范圍內(nèi)中間段選取。電子膨脹閥3動(dòng)作到B脈沖步數(shù)時(shí)，為了避免開(kāi)機(jī)初期調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定性，開(kāi)機(jī)運(yùn)行三分鐘內(nèi)保持給定開(kāi)度B不變，之后開(kāi)始進(jìn)入本次運(yùn)行的最優(yōu)化開(kāi)度搜索算法。
[0015]在運(yùn)行范圍內(nèi)，電子膨脹閥3開(kāi)度具有上下限，當(dāng)脈沖步數(shù)達(dá)到該設(shè)定值后，過(guò)熱度算法計(jì)算出的調(diào)整步數(shù)超出限定范圍的部分不再接受開(kāi)度指令，而強(qiáng)制將該開(kāi)度限制于該上下限上，而向范圍內(nèi)的調(diào)整允許動(dòng)作電子膨脹閥3。
[0016]以上所述僅是本專(zhuān)利的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本專(zhuān)利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本專(zhuān)利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，啟動(dòng)并初始化設(shè)置在空調(diào)系統(tǒng)冷媒循環(huán)回路中的電子膨脹閥， 將電子膨脹閥的開(kāi)度設(shè)置在預(yù)定的初始范圍； 步驟2，在電子膨脹閥啟動(dòng)預(yù)定的時(shí)間后，實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)的吸氣溫度和電子膨脹閥閥后溫度，并將兩者進(jìn)行差值計(jì)算得出電子膨脹閥的實(shí)際過(guò)熱度； 步驟3，在電子膨脹閥啟動(dòng)預(yù)定的時(shí)間后，根據(jù)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值及該溫度的變化趨勢(shì)設(shè)定電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度； 步驟4，將步驟2中計(jì)算得出的實(shí)際過(guò)熱度與步驟3中設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度相對(duì)比，并經(jīng)過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)確定電子膨脹閥的最優(yōu)開(kāi)度值域，空調(diào)控制系統(tǒng)將電子膨脹閥的開(kāi)度調(diào)整至該最優(yōu)開(kāi)度值域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法，其特征在于: 在步驟3中， 蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值> 20°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為5°C ； 20°C<蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值< 15°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為4 V ； 15°C彡蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值< 10°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為3°C ； 蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值< 10°C時(shí)，電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度設(shè)定為2°C。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的一種空調(diào)系統(tǒng)中電子膨脹閥的控制方法，首先啟動(dòng)并初始化電子膨脹閥，然后實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)的吸氣溫度和電子膨脹閥閥后溫度，并將兩者進(jìn)行差值計(jì)算得出電子膨脹閥的實(shí)際過(guò)熱度；根據(jù)蒸發(fā)器進(jìn)水溫度值及該溫度的變化趨勢(shì)設(shè)定電子膨脹閥的目標(biāo)過(guò)熱度；實(shí)際過(guò)熱度與目標(biāo)過(guò)熱度相對(duì)比，并經(jīng)過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)確定電子膨脹閥的最優(yōu)開(kāi)度值域。本發(fā)明的有益效果是：利用本發(fā)明的方案，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算實(shí)際過(guò)熱度，并與設(shè)定的目標(biāo)過(guò)熱度進(jìn)行比對(duì)，確定最優(yōu)開(kāi)度值域，本發(fā)明簡(jiǎn)化了控制方法，降低了設(shè)備成本，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑流量和節(jié)流程度的自動(dòng)控制，保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)的可靠和安全運(yùn)行。
【IPC分類(lèi)】F25B49-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104634026
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510014806
【發(fā)明人】張東霞, 李傳慶
【申請(qǐng)人】貝萊特空調(diào)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日