CN114484954B - 电子膨胀阀的控制方法、控制装置及空气源热泵*** - Google Patents

电子膨胀阀的控制方法、控制装置及空气源热泵*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电子膨胀阀的控制方法、控制装置及空气源热泵***，包括：获取压缩机频率，根据频率计算目标排气温度，并根据目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；获取压缩机的排气过热度，根据排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使排气过热度满足过热度要求。本发明采用压缩机频率计算目标排气温度，可以直观反应***的运行负荷和状态，且不会受到低温环境的影响，能够保证电子膨胀阀的控制精准度，克服了现有技术存在的问题。通过排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使得无论压缩机在高频或低频运行时，都能够满足过热度要求。

Description

电子膨胀阀的控制方法、控制装置及空气源热泵***
技术领域
本发明涉及热泵控制技术领域，具体为一种电子膨胀阀的控制方法、控制装置及空气源热泵***。
背景技术
随着节能和环保的要求越来越高，能效的准入等级和消费者的需求也逐渐提高，因此，高能效家用电器的市场也在增大。高能效家用电器通常采用膨胀阀进行节流，比如，电子膨胀阀可以通过改变流量来提升家用电器在低负荷下的能力和能效，因此，有效控制电子膨胀阀的开度是实现高能效的重要因素。
现有技术中，电子膨胀阀以目标排气控制时，当遇到***冷媒不足且是低温制热运行时，电子膨胀阀的开度按目标排气温度控制会出现越关越小，导致***冷媒循环量不足，在某些极端工况下保证不了足够的排气过热度；电子膨胀阀以目标开度控制时，在某些低频范围保证不了足够排气过热度；在一些情况下，***某个传感器因低温环境温度漂移也会带来负面影响，无法保证常温正常控制的准确性。另外，电子膨胀阀的开度调整不佳，还可能导致机组回液、***可靠性得不到保证。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法及控制装置，通过使得即使在极端工况下或者低频范围下依然能够保证足够的排气过热度，提高空气源热泵***的运行稳定性和可靠性。
本发明提供一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，包括：获取压缩机频率，根据频率计算目标排气温度，并根据目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；获取压缩机的排气过热度，根据排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使排气过热度满足过热度要求。
本发明采用压缩机频率计算目标排气温度，可以直观反应***的运行负荷和状态，且不会受到低温环境的影响，能够保证电子膨胀阀的控制精准度，克服了现有技术中低温环境影响排气温度探头的阻值从而导致检测的温度值不准确的问题，以及温度漂移带来的负面影响。通过排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使得无论压缩机在高频或低频运行时，都能够满足过热度要求，且进一步提高了电子膨胀阀的控制精准度，提高***运行的可靠性。
本发明的可选技术方案中，排气过热度在上升的过程中，排气过热度低于第一预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，排气过热度低于第二预设值且大于第一预设值时，维持电子膨胀阀的开度，排气过热度大于第二预设值时，按照目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；在排气过热度下降的过程中，排气过热度大于第三预设值，按照目标排气温度控制电子膨胀阀的开度，排气过热度低于第三预设值且大于第四预设值时，维持电子膨胀阀的开度，排气过热度低于第四预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，第四预设值、第一预设值、第三预设值、第二预设值顺序增大。
根据该技术方案，针对不同的排气过热度，控制改变电子膨胀阀的开度，能够兼顾满足排气过热度要求以及电子膨胀阀的控制精准度。
本发明的可选技术方案中，在制冷模式下，获取压缩机频率和室外环境温度，并根据室外环境温度和压缩机频率计算目标排气温度，目标排气温度＝A*F+T1+B，式中：
A为系数；
F为压缩机频率；
T1为室外环境温度；
B为常数。
根据该技术方案，在制冷模式下，结合室外环境温度和频率计算目标排气温度，有利于提高目标排气温度的准确性，提高电子膨胀阀的控制精准度及***的运行效率，满足用户需求。
本发明的可选技术方案中，还包括在制冷模式下，获取压缩机的排气温度T2以及室外机的盘管温度T3，根据T2与T3的差值获得排气过热度。
根据该技术方案，通过排气温度与盘管温度的差值计算排气过热度，并与过热度预设值对比，提高了电子膨胀阀的控制精准度。
本发明的可选技术方案中，还包括在制热模式下，获取室外环境温度T1，室外环境温度T1不大于第一预设温度时，根据电子膨胀阀的目标开度调节电子膨胀阀的开度，且对于不同的室外环境温度，对应的目标开度不同；室外环境温度大于第一预设温度时，根据目标排气温度控制电子膨胀阀的开度。
根据该技术方案，室外环境温度小于第一温度预设值时，影响排气温度探头的阻值从而导致检测的排气温度不准确，采用目标开度控制电子膨胀阀的开度能够保证电子膨胀阀开度的控制精准度，室外环境温度大于第一预设温度时，用频率可以直观反应机器运行负荷和状态，提高电子膨胀阀控制精准度。根据室外环境温度的不同，采用不同的控制方式，能够兼顾目标开度控制和目标排气温度控制的优点，提高***的运行效果。
本发明的可选技术方案中，目标开度＝y*F+z；
室外环境温度小于a℃，y＝y1，z＝z1；
室外环境温度a<T1＜b，y＝y2，z＝T4+z2；
室外环境温度为b<T1＜c，y＝y3，z＝T4+z3；式中a、b、c为预设的室外环境温度参数，y1、y2、y3、z1、z2、z3分别为系数。
根据该技术方案，在不同的室外环境温度条件下，对应的目标开度不同，提高了电子膨胀阀的控制精准度。
本发明的可选技术方案中，排气过热度在上升的过程中，排气过热度低于第一预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，排气过热度低于第二预设值且大于第一预设值时，维持电子膨胀阀的开度，排气过热度大于第二预设值时，按照目标开度控制电子膨胀阀的开度；在排气过热度下降的过程中，排气过热度大于第三预设值，按照目标开度控制电子膨胀阀的开度，排气过热度低于第三预设值且大于第四预设值时，维持电子膨胀阀的开度，排气过热度低于第四预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，第四预设值、第一预设值、第三预设值、第二预设值顺序增大。
根据该技术方案，针对不同的排气过热度，控制改变电子膨胀阀的开度，能够兼顾满足排气过热度要求以及电子膨胀阀的控制精准度。
本发明的可选技术方案中，获取压缩机频率及热泵的出水温度T4，目标排气温度＝a*F+b*T4+d+c，式中：
F为压缩机频率；
T4为热泵的出水温度；
a、b、d分别为系数；
c：F≤nHz时，c＝1；F>nHz时，c＝0，n为常数。
根据该技术方案，通过热泵的出水温度和压缩机频率计算目标排气温度，提高了目标排气温度计算的准确性，进而提高了电子膨胀阀的控制精准度。
本发明另提供一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，获取压缩机频率以及压缩机的排气过热度；
处理模块，根据压缩机频率计算目标排气温度；
控制模块，根据目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；以及根据排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使排气过热度满足过热度要求。
本发明另提供一种空气源热泵***，执行上述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，或包括上述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制装置。
附图说明
图1为本发明第一实施方式中空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法的流程示意图。
图2为本发明第二实施方式中根据排气过热度调节电子膨胀阀开度的折线示意图。
图3为本发明第三实施方式中根据排气过热度调节电子膨胀阀开度的折线示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【第一实施方式】
如图1所示，本发明提供一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，包括：获取压缩机频率，根据频率计算目标排气温度，并根据目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；获取压缩机的排气过热度，根据排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使排气过热度满足过热度要求。
本发明采用压缩机频率计算目标排气温度，可以直观反应***的运行负荷和状态，且不会受到低温环境的影响，能够保证电子膨胀阀的控制精准度，克服了现有技术中低温环境影响排气温度探头的阻值从而导致检测的温度值不准确，以及温度漂移带来的负面影响。通过排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使得无论压缩机在高频或低频运行时，都能够满足过热度要求，且进一步提高了电子膨胀阀的控制精准度，提高***运行的可靠性。
对应于本发明的第一实施方式，本发明另提供一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制装置，包括：获取模块，获取压缩机频率以及压缩机的排气过热度；处理模块，根据压缩机频率计算目标排气温度；控制模块，根据目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；以及根据排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使排气过热度满足过热度要求。
本发明实施方式中虽然示出了控制装置的上述模块，但是控制装置的结构组成不限于上述模块，如，还包括存储模块，存储模块用于存储上述压缩机频率、室外环境温度、过热度预设值、目标排气温度的计算公式、目标开度的计算公式等数据，从而实现电子膨胀阀在不同的条件下执行不同的控制方案，在满足过热度要求的前提下，提高电子膨胀阀开度控制的精准度以及保证***的稳定运行。
【第二实施方式】
本发明的第二实施方式提供一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，控制方法为电子膨胀阀在制热模式下的控制方法，包括：获取压缩机频率和室外环境温度，并根据室外环境温度和压缩机频率计算第一目标排气温度，根据第一排气过热度与过热度预设值的对比结果修正电子膨胀阀的开度，使第一排气过热度满足过热度要求。
具体地，室外机的电子膨胀阀在第一初始开度(最小开度为90步)下运行第一规定时长(如3min)后，根据第一目标排气温度控制电子膨胀阀的开度。第一目标排气温度＝A*F+T1+B，式中：
A为系数；
F为压缩机频率；
T1为室外环境温度；
B为常数，修正值，可根据不同***进行调整。
在制冷模式下，结合室外环境温度和频率计算目标排气温度，有利于提高目标排气温度的准确性，提高电子膨胀阀的控制精准度及***的运行效率，满足用户需求。
进一步地，还包括获取压缩机的排气温度T2以及室外机的盘管温度T3，根据T2与T3的差值获得第一排气过热度SH1。
具体来说，如图2所示，在第一排气过热度在上升的过程中，第一排气过热度低于第一预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，第一排气过热度低于第二预设值且大于第一预设值时，维持电子膨胀阀的开度，第一排气过热度大于第二预设值时，按照目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；在第一排气过热度下降的过程中，第一排气过热度大于第三预设值，按照目标排气温度控制电子膨胀阀的开度，第一排气过热度低于第三预设值且大于第四预设值时，维持电子膨胀阀的开度，第一排气过热度低于第四预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度；第四预设值、第一预设值、第三预设值、第二预设值顺序增大。具体地，电子膨胀阀的调整速率，根据不同的***或者不同的室外环境温度以及过热度条件调整，例如30秒每步，60秒每步，若排气过热度过大调节需要快一点就30秒每步等，若排气过热度接近目标值就调节慢一点，保证过热度前提下有利于***稳定。本发明对电子膨胀阀的调整速率不做限定。本发明针对不同的第一排气过热度，控制改变电子膨胀阀的开度，能够兼顾满足排气过热度要求以及电子膨胀阀的控制精准度。本发明的具体实施例中，第四预设值、第一预设值、第三预设值、第二预设值分别为20、22、25、27，技术人员可以根据***调整过热度预设值，不以本发明所示例为限。
【第三实施方式】
本发明的第三实施方式提供一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，与第一实施方式的区别在于，第二实施方式中，控制方法为电子膨胀阀在制热模式下的控制方法，在室外环境温度T1不大于第二预设温度(如25℃)时，电子膨胀阀以第二初始开度运行第二规定时长后调整电子膨胀阀的开度；在室外环境温度T1大于第二预设温度时，电子膨胀阀以第三初始开度运行第三规定时长后调整电子膨胀阀的开度。
具体地，电子膨胀阀的开度调节包括：获取室外环境温度T1，室外环境温度T1不大于第一预设温度时，根据电子膨胀阀的目标开度调节电子膨胀阀的开度，且对于不同的室外环境温度，对应的目标开度不同；室外环境温度大于第一预设温度时，根据第二目标排气温度控制电子膨胀阀的开度。
通过上述方式，室外环境温度小于第一温度预设值时，影响排气温度探头的阻值从而导致检测的排气温度不准确，采用目标开度控制电子膨胀阀的开度能够保证电子膨胀阀开度的控制精准度，室外环境温度大于第一预设温度时，用频率可以直观反应机器运行负荷和状态，提高电子膨胀阀控制精准度。根据室外环境温度的不同，采用不同的控制方式，能够兼顾目标开度控制和目标排气温度控制的优点，提高***的运行效果。
进一步地，本发明的优选实施方式中，目标开度＝y*F+z；
室外环境温度小于α℃，y＝y1，z＝z1；
室外环境温度α<T1＜β，y＝y2，z＝T4+z2；
室外环境温度为β<T1＜γ，y＝y3，z＝T4+z3；式中α、β、γ为预设的室外环境温度参数，y1、y2、y3、z1、z2、z3分别为系数，T4为热泵的出水温度。通过在不同的室外环境温度条件下，对应的目标开度不同，提高了电子膨胀阀的控制精准度。
进一步地，获取压缩机的排气温度T2及热泵的出水温度T4，并根据T2与T4的差值获得第二排气过热度SH2，根据第二排气过热度与规定过热度常数修正电子膨胀阀的开度。通过排气温度与出水温度的差值计算排气过热度，并与过热度预设值对比，提高了电子膨胀阀的控制精准度。
具体来说，如图3所示，第二排气过热度在上升的过程中，第二排气过热度低于第一预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，第二排气过热度低于第二预设值且大于第一预设值时，维持电子膨胀阀的开度，第二排气过热度大于第二预设值时，按照目标开度控制电子膨胀阀的开度；在第二排气过热度下降的过程中，第二排气过热度大于第三预设值，按照目标开度控制电子膨胀阀的开度，第二排气过热度低于第三预设值且大于第四预设值时，维持电子膨胀阀的开度，第二排气过热度低于第四预设值时，控制减小电子膨胀阀的开度，第四预设值、第一预设值、第三预设值、第二预设值顺序增大。通过针对不同的排气过热度，控制电子膨胀阀的开度，使排气过热度满足过热度要求。本发明的具体实施例中，第四预设值、第一预设值、第三预设值、第二预设值分别为15、17、20、22，技术人员可以根据***调整过热度预设值，不以本发明所示例为限。
本发明的优选实施方式中，还包括获取压缩机频率及热泵的出水温度T4，第二目标排气温度＝a*F+b*T4+d+c，式中：
F为压缩机频率；
T4为热泵的出水温度；
a、b、d分别为系数；
c：F≤nHz时，c＝1；F>nHz时，c＝0，n为常数，如n＝30HZ。
进一步地，本发明的优选实施方式中，还包括根据实际排气温度与目标排气温度的差值调节电子膨胀阀的开度，具体地，在根据第二目标排气温度控制电子膨胀阀开度时，通过实际排气温度与目标排气温度的差值修正电子膨胀阀的开度。
本发明通过在不同模式下，采用不同的电子膨胀阀的控制方法，有利于提高电子膨胀阀的控制精准度，且满足过热度需求，适用于低温环境以及压缩机低频运行，提高了***对不同条件的适应性。
【第四实施方式】
本发明的第四实施方式提供一种空气源热泵***，执行上述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，或包括上述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制装置。
本发明空气源热泵***在满足过热度要求的前提下，提高电子膨胀阀开度控制的精准度，且适用于低温环境以及压缩机低频运行，提高了***对不同条件的适应性，保证***的稳定运行。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，包括：
在制冷模式下，获取压缩机频率和室外环境温度，并根据所述室外环境温度和所述压缩机频率获取第一目标排气温度，并根据所述第一目标排气温度控制电子膨胀阀的开度；所述第一目标排气温度=A*F+T1+B，式中：
A为系数；
F为压缩机频率；
T1为室外环境温度；
B为常数；
获取压缩机的排气温度以及室外机的盘管温度，根据所述排气温度与所述盘管温度的差值获得第一排气过热度，根据所述第一排气过热度与过热度预设值的对比结果修正所述电子膨胀阀的开度；
所述第一排气过热度在上升的过程中，所述第一排气过热度低于第一预设值时，控制减小所述电子膨胀阀的开度，所述第一排气过热度低于第二预设值且大于第一预设值时，维持所述电子膨胀阀的开度，所述第一排气过热度大于所述第二预设值时，按照所述目标排气温度控制所述电子膨胀阀的开度；在所述第一排气过热度下降的过程中，所述第一排气过热度大于第三预设值，按照所述目标排气温度控制所述电子膨胀阀的开度，所述第一排气过热度低于第三预设值且大于第四预设值时，维持所述电子膨胀阀的开度，所述第一排气过热度低于所述第四预设值时，控制减小所述电子膨胀阀的开度，所述第四预设值、所述第一预设值、所述第三预设值、所述第二预设值顺序增大；
在制热模式下，获取室外环境温度T1，所述室外环境温度T1不大于第一预设温度时，根据所述电子膨胀阀的目标开度调节所述电子膨胀阀的开度，且对于不同的室外环境温度，对应的所述目标开度不同；获取压缩机的排气温度及热泵的出水温度，并根据所述排气温度与所述出水温度的差值获得第二排气过热度，根据所述第二排气过热度与规定过热度常数修正所述电子膨胀阀的开度；所述第二排气过热度在上升的过程中，所述第二排气过热度低于第一预设值时，控制减小所述电子膨胀阀的开度，所述第二排气过热度低于第二预设值且大于第一预设值时，维持所述电子膨胀阀的开度，所述第二排气过热度大于所述第二预设值时，按照所述目标开度控制所述电子膨胀阀的开度；在所述第二排气过热度下降的过程中，所述第二排气过热度大于第三预设值，按照所述目标开度控制所述电子膨胀阀的开度，所述第二排气过热度低于第三预设值且大于第四预设值时，维持所述电子膨胀阀的开度，所述第二排气过热度低于所述第四预设值时，控制减小所述电子膨胀阀的开度，所述第四预设值、所述第一预设值、所述第三预设值、所述第二预设值顺序增大；
所述室外环境温度大于第一预设温度时，根据第二目标排气温度控制所述电子膨胀阀的开度。
2.根据权利要求1所述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，在制热模式下，所述目标开度= y*F+z；
所述室外环境温度小于α℃，y= y1，z= z1；
所述室外环境温度α<T1＜β，y=y2，z= T4+z2；
所述室外环境温度为β<T1＜γ，y= y3，z= T4+z3 ；
式中 α、β、γ为预设的室外环境温度参数；
y1、y2、y3、z1、z2、z3分别为系数；
T4为热泵的出水温度。
3.根据权利要求1所述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，在制热模式下，获取压缩机频率及热泵的出水温度T4，所述第二目标排气温度=a*F+b*T4+d+c，式中：
F为压缩机频率；
T4为热泵的出水温度；
a、b、d分别为系数；
c： F≤nHz时，c=1；F>nHz时，c =0，n为常数。
4.一种空气源热泵***的电子膨胀阀的控制装置，用于执行权利要求1至3中任一权利要求所述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述控制装置包括：
获取模块，获取压缩机频率以及压缩机的排气过热度；
处理模块，根据所述压缩机频率计算目标排气温度；
控制模块，根据所述目标排气温度控制所述电子膨胀阀的开度；以及根据所述排气过热度与过热度预设值的对比结果修正所述电子膨胀阀的开度，使所述排气过热度满足过热度要求。
5.一种空气源热泵***，其特征在于，执行权利要求1至3中任一权利要求所述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制方法，或包括权利要求4所述的空气源热泵***的电子膨胀阀的控制装置。
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