一种膨胀阀喷射控制方法及***
技术领域
本发明属于空调控制技术领域,具体地说,是涉及一种喷射用电子膨胀阀控制方法。
背景技术
目前喷射增焓空调***所使用压缩机多为两种,数码喷射压缩机与变频喷射压缩机,而喷射方式亦分为两种:闪蒸罐喷射与经济器喷射,使用闪蒸罐的喷射方式存在喷射量无法精准控制且容易液击的缺点,解决办法是通过实验确认最小的喷射量,以保证在任何情况下不会发生液击,但此时喷射优势无法完全体现,另外控制喷射通断的电磁阀有正向泄露,反向0.5bar压差完全导通的缺点,反向泄露影响可靠性,正向压差导通存在异常噪音;与闪蒸罐喷射相比,经济器喷射具有可以保障压缩机可靠运行的优点,然而,经济器喷射的喷射膨胀阀的开启时机无法准确判断,而开启后一般只控制喷射过热度,无法将喷射量调节到最优,对于多联机***,目前还尚未有变频喷射增焓压缩机与多联机***结合的先例,原因在于喷射膨胀阀很难在多联机***负荷变化范围大(部分内机瞬间关机或开机)且速度快,安装与使用条件多变的情况下进行精确控制,很难做到可靠与高效兼得。
基于此,如何发明一种膨胀阀喷射控制方法及***,可以使得经济器喷射方式在使用条件多变的情况下进行精确控制,做到可靠与高效兼得,是本发明主要解决的技术问题。
发明内容
本发明为了解决现有在变频多联***中无法正确择时开启并高效控制喷射电子膨胀阀,容易喷射带液损坏压缩机的问题,提供了一种膨胀阀喷射控制方法及***,可以判断开启、关闭喷射电子膨胀阀条件,膨胀阀开启后通过合理控制膨胀阀开度可将喷射量控制在合理范围内,提高能效。
为了解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种膨胀阀喷射控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
喷射开启判断步骤,
在制冷模式下,首先,确定目标过冷度,然后,将当前过冷度与目标过冷度比较,若当前过冷度≤目标过冷度+误差D1,则开启喷射模式;
在制热模式下,首先,计算开启指数K=a*0.25+b*0.4+c*0.35,然后,判断若开启指数K≥1,则开启喷射模式;
其中:a为压缩机频率修正系数;
b为压缩比修正系数;
c为低压压力对应饱和温度修正系数;
误差D1的取值范围为1~5℃;
喷射关闭判断步骤,
在制冷模式下,若喷射电子膨胀阀关至最小阀开度且当前过冷度≥目标过冷度+设计余量D2,则关闭喷射模式;
设计余量D2的取值范围为5~15℃;
在制热模式下:
判断开启指数K≤0.8时则关闭。
进一步的,还包括喷射过程中的控制步骤,
在制冷模式下,
计算喷射过热度Inj_SH,在保证喷射过热度Inj_SH≥F的前提下,检测当前过冷度,将当前过冷度与最小所需过冷度比较,若:
当前过冷度<目标过冷度+设计余量D3,则控制膨胀阀开度增大,
当前过冷度>目标过冷度+设计余量D3,则控制膨胀阀开度减小,
当前过冷度=目标过冷度+设计余量D3,则控制膨胀阀开度不变,
若Inj_SH<F则控制膨胀阀开度减小,其优先级高于上述三种情况,
其中,F为根据经济器内部压降及传感器测量精度,通过变工况试验得出的参数,其取值范围为-2~8℃;
设计余量D3的取值范围为3~10℃;
Inj_SH=喷射前温度-节流后温度;
在制热模式下,
计算排气过热度DSH,在满足排气过热度DSH≤目标DSH+10℃及喷射过热度Inj_SH≥F的条件下,
若:则控制膨胀阀开度减小,
若:则控制膨胀阀开度增大,
若:则保持膨胀阀开度不变,
若:排气过热度DSH>目标DSH+10℃,则控制膨胀阀开度增大,其优先级高于以上三种情况,
若Inj_SH<F则控制膨胀阀开度减小,其优先级高于以上四种情况,
所述的中间喷射压力为节流后温度减去误差D4之后所对应的饱和压力,
e为理论中间喷射压力修正系数;
Pd为排气绝对压力;
Ps为吸气绝对压力;
误差D4的取值范围为1~5℃;
DSH=排气温度-排气压力所对应的饱和温度。
进一步的,在喷射过程中的控制步骤中的制冷模式下,若有新的内机开启导致压缩机频率上升,则喷射阀开度保持当前不变;
若因内机的关闭导致压缩机频率的下降,则控制膨胀阀开度减小,减小后的开度为:
目标开度=当前开度*(压缩机减小后的频率值/压缩机减小前的频率值)。
进一步的,在喷射过程中的控制步骤中的制热模式下,若有新的内机开启导致压缩机频率上升,则喷射阀开度保持当前不变;
若因内机的关闭导致压缩机频率的下降,则控制膨胀阀开度减小,减小后的开度为:
目标开度=当前开度*(压缩机减小后的频率值/压缩机减小前的频率值)。
优选的,在喷射开启判断步骤中,确定目标过冷度的方法为:计算每台内机的所需最小过冷度,取所有开机的内机中所需最小过冷度的最大值作为目标过冷度,
当前过冷度=外盘管中部温度-室外换热器出口温度。
优选的,在喷射开启判断步骤中,开启指数K=a*0.25+b*0.4+c*0.35,误差D1的取值范围为1~5℃;在喷射关闭判断步骤,设计余量D2的取值范围为5~15℃;
在制热模式下:
判断开启指数K≤0.8时则关闭。
在喷射开启判断步骤中,开启喷射模式后,控制膨胀阀开至初始阀开度N,其中N取值范围为32~300步。
优选的,在喷射关闭判断步骤中,
若正常温控或手动停机时,也关闭喷射模式。
基于上述的一种膨胀阀喷射控制***,本发明同时提供了一种膨胀阀喷射控制***,包括用于数据采集、数据处理以及控制输出的主控单元、压缩机、室内换热器、室外换热器,所述压缩机的排气口通过管道与四通阀的D接口相连,所述四通阀的E接口通过管道与室内换热器的第一端口相连,所述四通阀的S接口通过管道与压缩机的吸气口相连,所述四通阀的C接口通过管道与室外换热器的第一端口相连,还包括经济器,所述经济器包括第一换热通道和第二换热通道,所述第一换热通道的一端通过第二电子膨胀阀与室内换热器的第二端口连接,第一换热通道的另外一端依次通过第三电子膨胀阀、室外换热器出口温度传感器与室外换热器的第二端口连接,所述第二换热通道的出气端依次通过喷射前温度传感器、单向阀与压缩机的补气口相连,所述第二换热通道的另外一端依次通过节流后温度传感器、第一电子膨胀阀与室内换热器的第二端口连接,在所述压缩机的排气口与四通阀的D接口之间的管道上设置有排气温度传感器,用于检测排气温度;
所述的喷射前温度传感器,用于检测喷射前温度;
所述的节流后温度传感器,用于检测节流后温度;
所述的室外换热器出口温度传感器,用于检测室外换热器出口温度;
在所述的室外换热器上设置有用于检测外盘管中部温度的外盘管温度传感器,在所述的室内换热器上设置有用于检测内盘管中部温度的内盘管温度传感器。
进一步的,在所述压缩机的排气口与四通阀的D接口之间的管道上还设置有高压压力传感器,用于检测压缩机的排气绝对压力;
在所述压缩机的吸气口与四通阀的S接口之间的管道上还设置有低压压力传感器,用于检测压缩机的吸气绝对压力。
又进一步的,所述压缩机为喷射增焓直流变频压缩机。所述喷射增焓空调***还包括多个并联设置的所述室内机。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:本发明的膨胀阀喷射控制方法及***将变频喷射增焓压缩机与多联机***结合,通过高低压压力(为排气绝对压力/吸气绝对压力值)与经济器进出口温度传感器(为喷射前温度、节流后温度)的反馈,精确控制喷射阀开度,既可以保证压缩机可靠性,又通过电子膨胀阀动态调节喷射量,使得***处于最优状态。若内机突然开启或关闭则通过压缩机频率的变化反馈,对电子膨胀阀的开度实时调节,克服了负荷的突变造成液击发生的难题。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明所提出的膨胀阀喷射控制方法的控制流程图;
图2是实施例一中修正系数a曲线图;
图3是实施例一中修正系数b曲线图;
图4是实施例一中修正系数c曲线图;
图5是实施例一中系数e曲线图;
图6是实施例一中膨胀阀喷射控制***图结构示意图;
图7是实施例一中膨胀阀喷射控制***方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
实施例一,本实施例中的膨胀阀喷射控制方法以及***适用于采用经济器喷射方式搭载变频喷射压缩机的多联机***;本实施例将结合膨胀阀喷射控制***,详细说明本发明的膨胀阀喷射控制方法以及***的原理,参见图1所示,本实施例的膨胀阀喷射控制方法包括以下步骤:
喷射开启判断步骤Step22,
在制冷模式下,首先,确定目标过冷度,然后,将当前过冷度与目标过冷度比较,若当前过冷度≤目标过冷度+误差D1,则开启喷射模式;
在制热模式下,首先,计算开启指数,然后,判断若开启指数K≥1,则开启喷射模式;
其中:a为压缩机频率修正系数;
b为压缩比修正系数;
c为低压压力对应饱和温度修正系数;
喷射关闭判断步骤Step21,
在制冷模式下,若喷射电子膨胀阀关至最小阀开度且当前过冷度≥目标过冷度+设计余量D2,则关闭喷射模式。
需要说明的是,在喷射开启判断步骤中,内机所需最小过冷度是通过内机与外机的高度落差与其对应的联机管长度计算得出,高度落差与长配管通过内机的拨码区分,由中央处理单元识别并计算,通过控制当前过冷度≤目标过冷度+误差D1,则开启喷射模式,有效杜绝了因高落差与长配管而产生的异常噪音问题,D1为考虑到计算误差等原因造成的偏差。
在喷射关闭判断步骤中,当符合喷射关闭条件后,阀开度关闭至0步即可。
计算开启指数K的公式中,0.25、0.35、0.4为权重比,根据实验情况可进行微调。
本实施例中的控制方法通过喷射电子膨胀阀节流后的热敏电阻、喷射前热敏电阻等温度传感器与***高低压压力传感器配合控制的方法,解决了在变频多联***中无法正确择时开启并高效控制喷射电子膨胀阀的问题,以及解决了喷射带液损坏压缩机的问题,本发明所提供方法可以判断开启、关闭喷射电子膨胀阀条件,膨胀阀开启后通过合理控制膨胀阀开度可将喷射量控制在合理范围内,提高能效。
参见图2~图4所示,本实施例分别给出了压缩机频率修正系数a与压缩机转速、压缩比修正系数b与压缩比、低压压力对应饱和温度修正系数c与低压压力对应温度的曲线图,其中,压缩机转速参数由压缩机反馈至主控单元,压缩比由主控单元计算出,为排气绝对压力/吸气绝对压力值,低压压力对应饱和温度为吸气绝对压力所对应的饱和温度值,该值也有主控单元计算出。通过将图2~图4的三幅表格存入至主控单元,主控单元即可实时查出a、b、c三个系数取值。
优选的,为了保护压缩机,有利于延长其使用寿命,在喷射关闭判断步骤中,无论在制冷或者制热模式下,若正常温控或手动停机时,也关闭喷射模式。
参见图6所示,为本膨胀阀喷射控制***方框图,而本实施例喷射增焓空调***可以还包括多个并联设置的所述室内机,以形成多联机***。包括用于数据采集、数据处理以及控制输出的主控单元(图中未示出)、压缩机11、室内换热器12、室外换热器13,压缩机11的排气口通过管道与四通阀的D接口相连,四通阀的E接口通过管道与室内换热器12的第一端口相连,四通阀的S接口通过管道与压缩机11的吸气口相连,四通阀的C接口通过管道与室外换热器13的第一端口相连,还包括经济器14,经济器14包括第一换热通道21和第二换热通道22,第一换热通道21的一端通过第二电子膨胀阀15与室内换热器12的第二端口连接,第一换热通道21的另外一端依次通过第三电子膨胀阀16、室外换热器出口温度传感器与室外换热器13的第二端口连接,所述经济器14的第二换热通道22的出气端依次通过喷射前温度传感器5、单向阀17与压缩机11的补气口相连,第二换热通道22的另外一端依次通过节流后温度传感器7、第一电子膨胀阀6与室内换热器12的第二端口连接,在所述压缩机11的排气口与四通阀的D接口之间的管道上设置有排气温度传感器1,用于检测排气温度;
所述的喷射前温度传感器5,用于检测喷射前温度;
所述的节流后温度传感器7,用于检测节流后温度;
还包括室外换热器出口温度传感器8,用于检测室外换热器出口温度;
在室外换热器13上设置有用于检测外盘管中部温度的外盘管温度传感器10,在室内换热器12上设置有用于检测内盘管中部温度的内盘管温度传感器4。
其中,第一电子膨胀阀6、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀16、喷射前温度传感器5、节流后温度传感器7、室外换热器出口温度传感器8、外盘管温度传感器10、内盘管温度传感器4、排气温度传感器1均与主控单元连接,喷射前温度传感器5、节流后温度传感器7、室外换热器出口温度传感器8、外盘管温度传感器10、内盘管温度传感器4、排气温度传感器1作为输入部件,将检测信号发送至主控单元,第一电子膨胀阀作为本控制***的输出部件,由主控单元控制其开启、关闭、以及开启度。
本实施例的膨胀阀喷射控制方法中,还包括喷射过程中的控制步骤step31与step41,
在制冷模式下,
计算喷射过热度Inj_SH,在保证喷射过热度Inj_SH≥F的前提下,检测当前过冷度,将当前过冷度与最小所需过冷度比较,若:
当前过冷度<最小所需过冷度+设计余量D3,则控制膨胀阀开度增大,
当前过冷度>最小所需过冷度+设计余量D3,则控制膨胀阀开度减小,
当前过冷度=最小所需过冷度+设计余量D3,则控制膨胀阀开度不变,
若Inj_SH<F则控制膨胀阀开度减小,其优先级高于上述三种情况,
其中,F为根据经济器内部压降及传感器测量精度,通过变工况试验得出的参数,其取值范围为-2~8℃;本实施例中通过变工况试验,根据经济器内部压降及传感器测量精度等得出3℃,当然也可以根据实际情况进行调整。
设计余量D3主要考虑在保证过冷度的前提下,减少喷射对高压压力及制冷能效的影响,此温度可根据实际情况变化,可在3~10℃之间调整,本实施例中优选5℃;
Inj_SH=喷射前温度-节流后温度;
所述的喷射前温度由喷射前温度传感器5检测;
所述的节流后温度由节流后温度传感器7检测;
在制热模式下,
计算排气过热度DSH,在满足排气过热度DSH≤目标DSH+10℃及喷射过热度Inj_SH≥F的条件下,
若:则控制膨胀阀开度减小,
若:则控制膨胀阀开度增大,
若:则保持膨胀阀开度不变,
若:排气过热度DSH>目标DSH+10℃,则控制膨胀阀开度增大,其优先级高于以上三种情况,
若Inj_SH<F则控制膨胀阀开度减小,其优先级高于以上四种情况,
所述的中间喷射压力为节流后温度减去误差D4所换算的饱和压力,
e为理论中间喷射压力修正系数;
Pd为排气绝对压力;
Ps为吸气绝对压力;
误差D4的取值范围为1~5℃;
DSH=排气温度-排气压力所对应的饱和温度。
参见图5所示,为理论中间喷射压力修正系数e的曲线图,通过将图5的表格存入至主控单元,主控单元即可实时查出系数e取值。
对于因降成本等原因而未采用压力传感器的多联机,压缩机的排气压力可通过外盘管温度传感器所检测到的温度值计算,压缩机的吸气压力可通过内盘管温度的平均温度值计算。
当然,为了提高控制精确度,通过在所述压缩机11的排气口与四通阀的D接口之间的管道上还设置有高压压力传感器3,用于检测压缩机的排气绝对压力;在所述压缩机11的吸气口与四通阀的S接口之间的管道上还设置有低压压力传感器2,用于检测压缩机的吸气绝对压力。
在喷射过程中的控制步骤中的制冷模式下,若有新的内机开启导致压缩机频率上升,则喷射阀开度保持当前不变;
若因内机的关闭导致压缩机频率的下降,则控制膨胀阀开度减小,减小后的开度为:
目标开度=当前开度*(压缩机减小后的频率值/压缩机减小前的频率值)。
同理的,在喷射过程中的控制步骤中的制热模式下,若有新的内机开启导致压缩机频率上升,则喷射阀开度保持当前不变;
若因内机的关闭导致压缩机频率的下降,则控制膨胀阀开度减小,减小后的开度为:
目标开度=当前开度*(压缩机减小后的频率值/压缩机减小前的频率值)。
优选的,在喷射开启判断步骤中,确定目标过冷度的方法为:计算每台内机的所需最小过冷度,取所有开机的内机中所需最小过冷度的最大值作为目标过冷度,
当前过冷度=外盘管中部温度-室外换热器出口温度。
优选的,在喷射开启判断步骤中,开启指数K=a*0.25+b*0.4+c*0.35,误差D1的取值范围为1~5℃;在喷射关闭判断步骤,设计余量D2的取值范围为5~15℃;
在制热模式下:
判断开启指数K≤0.8时则关闭。
此外,在喷射开启判断步骤中,开启喷射模式后,控制膨胀阀开至初始阀开度N,其中N取值范围为32~300步。
优选的,N取值为60步,也可根据实际情况调整。
由于目前还尚未有变频喷射增焓压缩机与多联机***结合的先例,原因在于喷射电子膨胀阀很难在多联机***负荷变化范围大(部分内机瞬间关机或开机)且速度快,安装与使用条件多变的情况下进行精确控制,很难做到可靠与高效兼得。本实施例中的控制方法将变频喷射增焓压缩机与多联机***结合,通过高低压压力(为排气绝对压力/吸气绝对压力值)与经济器进出口温度传感器(为喷射前温度、节流后温度)的反馈,精确控制喷射阀开度,既可以保证压缩机可靠性,又通过电子膨胀阀动态调节喷射量,使得***处于最优状态。若内机突然开启或关闭则通过压缩机频率的变化反馈,对电子膨胀阀的开度实时调节,克服了负荷的突变造成液击发生的难题。
当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。