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電子膨脹閥的控制方法

文檔序號:9664754閱讀:1563來源:國知局
電子膨脹閥的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種應(yīng)用于空調(diào)中的電子膨脹閥的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,電子膨脹閥作為電子控制元件,通過系統(tǒng)過熱度控制其開度W 達(dá)到控制壓縮機(jī)排氣溫度的目的,因其精度高,動作快速、準(zhǔn)確、節(jié)能效果明顯等優(yōu)點(diǎn),在制 冷空調(diào)中有廣泛的應(yīng)用。國家標(biāo)準(zhǔn)中,空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的溫度范圍為-7~43度,變頻空調(diào)的 頻率變化范圍一般為15化~IlOHz。
[0003] 現(xiàn)有的變頻空調(diào)電子膨脹閥多采用PID控制,主流PID控制的核屯、邏輯為制冷時 室外溫度的25度到36度的電子膨脹閥的算法控制,并將該算法應(yīng)用于所有溫度范圍內(nèi),在 額定工況下測試得出電子膨脹閥的控制曲線。但是不同外界溫度條件下空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況區(qū) 別很大,同時由于空調(diào)制冷系統(tǒng)滯后性大、高度非線性等特點(diǎn)使得此種控制方式難W綜合 考慮所有溫度范圍、建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來控制電子膨脹閥的開度。目前雖然也有通過設(shè) 置某些倍數(shù)值,通過在不同的溫度范圍追加不同的倍數(shù)進(jìn)行控制的方式,但仍然難W滿足 整個運(yùn)行范圍的過熱度的標(biāo)準(zhǔn)。
[0004] 并且,在一些中東地區(qū),環(huán)境溫度達(dá)50多度,在此種超出額定工況范圍外的溫度 運(yùn)行時,空調(diào)負(fù)荷變化很大,空調(diào)的制冷、制熱效果難W盡如人意。而且空調(diào)負(fù)荷變化很大 時,電子膨脹閥也無法及時響應(yīng),相對反應(yīng)較慢,容易導(dǎo)致整個系統(tǒng)震蕩,甚至造成部件損 壞等嚴(yán)重后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述在額定工況下測試得出電子膨脹閥的控制曲線難W滿 足整個運(yùn)行范圍的過熱度的標(biāo)準(zhǔn)、空調(diào)負(fù)荷變化很大時電子膨脹閥響應(yīng)不及時等技術(shù)問題 提出的電子膨脹閥的控制方式。
[0006] 為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提出一種電子膨脹閥的控制方法,包括:當(dāng)室外環(huán)境 溫度(Tho-A) >43度時,根據(jù)壓縮機(jī)頻率變化確定電子膨脹閥的開度;當(dāng)室外環(huán)境溫度 (Tho-A) < 43度時,將溫度分成不同的區(qū)段,并對每個區(qū)段設(shè)定不同的目標(biāo)排氣過熱度線 性計(jì)算曲線,獲得目標(biāo)排氣過熱度與實(shí)際排氣過熱度后進(jìn)行模糊控制,進(jìn)而獲得電子膨脹 閥的開度變換量。目標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線為連續(xù)曲線,保證壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)時動態(tài) 對應(yīng)特定的排氣過熱度,使控制結(jié)果更加精確。
[0007] 進(jìn)一步的,所述區(qū)段包括第一環(huán)境溫度區(qū)段25°C《化O-A< 36°C及第二環(huán)境溫 度區(qū)段Tlio-A< 25°C,36°C《Tho-A< 43°C;制冷狀態(tài)下:當(dāng) 25°C《Tho-A< 36°C時,目 標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線函數(shù)為iSPlKTdSH) =kl*N+14.2,SPLUdSH) =k2*N+8.0, 其中,Tho-A為室外環(huán)境溫度,SPlKTdSH)為最高目標(biāo)排氣過熱度,kl為定值,S化燈dSH) 為最低目標(biāo)排氣過熱度,k2為定值,N為壓縮機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù);當(dāng)化O-A< 25 °C,36Tho-A < 43 °C時,目標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線函數(shù)為:SPH燈dSH) =k3*N+4. 5,S化燈dSH) =k4*N+0.7,其中,k3及K4為定值;制熱狀態(tài)下:目標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線函數(shù) fk5x,~' + 4.2 N <110 'k6x,V-3.0 N < 90 為;SPH (TdSH)二^ ,SPL(TYiSH) = J ,其
[25 N>] 10 [15 N >90 中,k5及k6為定值。
[0008] 進(jìn)一步的,當(dāng)環(huán)境溫度> 43度時,按一定的抽樣時間對壓縮機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行抽 樣,當(dāng)一次抽樣期內(nèi)的實(shí)際頻率變化在細(xì)ZW上時,控制電子膨脹閥的開度控制偏差DX發(fā) 生變化,所述控制偏差DX=F*Y,其中,F(xiàn)為定值,Y為相鄰兩次抽樣時壓縮機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)變化 量,且 |Y| > 6。
[0009] 進(jìn)一步的,所述模糊控制中控制器的輸入為排氣過熱度偏差E(n)(為實(shí)際排氣過 熱度與目標(biāo)排氣過熱度的差值),W及所述偏差的時間變化微分DE,根據(jù)輸入及模糊計(jì)算 表精確輸出電子膨脹閥開度變化量。
[0010] 進(jìn)一步的,所述F值的取值在制冷、制熱狀態(tài)下,根據(jù)室外環(huán)境溫度上升或下降, 在不同溫度區(qū)間分別設(shè)定不同的參數(shù)值。
[0011]進(jìn)一步的,所述kl一k6 的取值如下:klG[0.09,0. 41],k2G[0. 10,0. 40],k3G[0 .18, 0. 40],k4G[0. 17, 0. 49],k5G[0. 19, 0. 41],k6G[0. 20, 0. 40]。
[0012] 進(jìn)一步的,通過大量實(shí)驗(yàn)實(shí)踐得出,所述對壓縮機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行抽樣的抽樣時間 為 30s。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:
[0014] 1、采用區(qū)段控制,在傳統(tǒng)控制曲線的基礎(chǔ)上,將運(yùn)行范圍進(jìn)行分段,每個溫度、頻 率運(yùn)行范圍內(nèi)分別設(shè)定動態(tài)的算法曲線進(jìn)行控制,結(jié)合模糊控制思想,運(yùn)用不確定不精確 的模糊信息來實(shí)現(xiàn)精確有效的控制,當(dāng)室外環(huán)境溫度燈ho-A) < 43度時,具有全工況范圍 內(nèi)的運(yùn)行平穩(wěn)、能力優(yōu)化、超低溫制熱效果強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0015] 2、當(dāng)室外環(huán)境溫度燈ho-A) > 43度時采用前饋控制技術(shù),每30秒對壓縮機(jī)實(shí)際 轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行一次抽樣,隨時確認(rèn)壓縮機(jī)的頻率變化并作出對應(yīng)控制。負(fù)荷變化時,及時對電子 膨脹閥的開度進(jìn)行倍數(shù)級的控制,能夠使系統(tǒng)冷媒量按照實(shí)際變化情況進(jìn)行及時調(diào)節(jié),保 證了整個系統(tǒng)的平穩(wěn)性和可靠性。
[0016] 結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后,本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清 楚。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[001引圖1為實(shí)施例中電子膨脹閥控制方法流程示意圖;
[0019] 圖2為表1中(A)區(qū)工況狀態(tài)對應(yīng)的排氣過熱度線性計(jì)算曲線圖;
[0020] 圖3為表1中度)區(qū)工況狀態(tài)對應(yīng)的排氣過熱度線性計(jì)算曲線圖;
[0021] 圖4為表1中(C)區(qū)工況狀態(tài)對應(yīng)的排氣過熱度線性計(jì)算曲線圖;
[0022] 圖5為表4中F值取值參考曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明提供一種電子膨脹閥的控制方法,下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地說 明。
[0024] 參考圖1,為電子膨脹閥的控制方法流程示意圖,首先判斷室外環(huán)境溫度,當(dāng)室外 環(huán)境溫度(Tho-A) >43度時,根據(jù)壓縮機(jī)頻率變化確定電子膨脹閥的開度;當(dāng)室外環(huán)境溫 度(Tho-A) <43度時,將溫度分成不同的區(qū)段,并對每個區(qū)段設(shè)定不同的目標(biāo)排氣過熱度 線性計(jì)算曲線,獲得目標(biāo)排氣過熱度與實(shí)際排氣過熱度后進(jìn)行模糊控制,進(jìn)而獲得電子膨 脹閥的開度變換量。
[0025] 本實(shí)施例中,所述區(qū)段控制通過模糊控制,采用模糊邏輯控制思想和不同溫度范 圍對應(yīng)不同的排氣過熱度計(jì)算曲線來實(shí)現(xiàn),運(yùn)用模糊信息W及全工況范圍內(nèi)動態(tài)的算法曲 線進(jìn)行精確有效的控制,具有系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、能力優(yōu)化、超低溫制熱效果強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0026] 所述區(qū)段包括第一環(huán)境溫度區(qū)段25 °C《化O-A< 36 °C及第二環(huán)境溫度區(qū)段化O-A < 25°C,36°C《Tho-A< 43°C。將環(huán)境溫度分區(qū)段控制,分別計(jì)算對應(yīng)的排氣過熱度計(jì)算 曲線。
[0027] 表1區(qū)段控制工作范圍區(qū)分表
[0028]
[0029] 如表1所示為區(qū)段控制工作范圍分區(qū)表,通過大量實(shí)驗(yàn)反復(fù)驗(yàn)證得出,在表1中 (A)、做、似區(qū)工況對應(yīng)的排氣過熱度線性計(jì)算曲線分別如圖2-4所示,在制冷狀態(tài)下:當(dāng) 25°(:《了11〇-4<36°(:時,目標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線函數(shù)為邸11燈(15巧=1^1*壯14.2, S化燈dSH) =k2*N+8.0,其中,Tho-A為室外環(huán)境溫度,SPIKTdSH)為最高目標(biāo)排氣過熱度, kl為定值,S化燈dSH)為最低目標(biāo)排氣過熱度,k2為定值,N為壓縮機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù);當(dāng)化O-A < 25 °C,36°C《Tho-A< 43 °C時,目標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線函數(shù)為:SPIKTdSH)= k3*N+4. 5,S化燈dSH) =k4*N+0. 7,其中,k3及K4為定值;在制熱狀態(tài)下:目標(biāo)排氣過熱度 線性計(jì)算曲線函數(shù)為: / [ !<5 X /V + 4.2 N <110 f、^kbx.,V …3.0 N < 90 漲H巧dSH;=: J 漲L CraSH)二J 25 N >110 15 N >90 其中,k5及k6為定值,由圖可知,各個區(qū)段的目標(biāo)排氣過熱度線性計(jì)算曲線均為連續(xù) 曲線,線性調(diào)節(jié),保證壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)具體的排氣過熱度,達(dá)到實(shí)時動態(tài)控制效果,使控 制結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0030]為了匹配不同的空調(diào)機(jī)型,可W單獨(dú)為特定型號機(jī)型設(shè)定更快速的達(dá)到目標(biāo)過熱 度,W達(dá)到更優(yōu)的控制效果,所述kl-k6的參數(shù)取值范圍如下:klG[0. 09, 0. 41],k2G[0. 10, 0. 40],k3G[0. 18, 0. 40],k4G[0. 17, 0. 49],k5G[0. 19, 0. 41],k6G[0. 20, 0. 40],本實(shí) 施例優(yōu)選kl-k6 的取值分別為 0
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