CN103206820B - 防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，解决现有膨胀阀开度控制中由于系统滞后性的影响，使阀调整步数上下波动，系统控制紊乱，造成阀振荡的问题。包括如下步骤：S1、设定目标过热度，阀基准开度；S2、阀初始化，压缩机开启后将阀开度设为基准开度；S3、判断压缩机开启时间是否达到t1，若是，执行步骤S4；S4、在t1后，确定阀的实际过热度；S5、确定过热度SH，根据当前过热度SH及其与上一时刻过热度SH′的差值△SH对膨胀阀的控制调节阀的开度；S6、压缩机连续运行一定时间t（t＞t1）后，且在|SH|=0退出后t2时间内，调节阀的步数为+1或-1；S7、在t2时间后，返回S4。本发明避免调阀步数不当造成的阀振荡现象，保障系统的安全可靠地运行。

Description

防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法

技术领域

本发明涉及空调膨胀阀，具体涉及具有防止膨胀阀振荡波动作用的膨胀阀开度控制方法。

背景技术

变频空调普遍使用膨胀阀调节冷媒的流量以适用精确、高速、大幅度调节负荷的需要，通常采用检测压缩机回气口的温度和室内机盘管温度的差值，计算出过热度控制膨胀阀的开度，实现冷媒流量的自动调节。

电子膨胀阀的开度调节是由步进电机带动的，步进电机转动的最小角度范围称为一步，因此，电子膨胀阀的开度调节一般都是按“步”来衡量。比如膨胀阀的开度为200步，即步进电机带动膨胀阀转动到第200个角度单位。

目前这种控制方式有如下缺点和不足：系统控制具有一定的滞后性，主要通过检测系统传感器温度，而系统温度变化（反馈信号）是需要一定的时间的，复杂环境下的过热度调阀步数不一定是最精确和合适的，膨胀阀容易调过头，温度的快速变化加上反馈信号的滞后使阀调整步数上下波动，会使得系统控制紊乱，造成膨胀阀振荡波动。膨胀阀振荡一般表现为阀开度、整机功率、能效的波动，使得系统不能稳定的工作。

发明内容

本发明提供一种防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，可以解决现有技术膨胀阀的开度控制中，由于温度的快速变化和系统的滞后性影响，使阀调整步数上下波动，系统控制紊乱，造成膨胀阀振荡的问题。

为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，所述膨胀阀设置在设备的冷媒循环回路中，所述循环回路中还设置有蒸发器和压缩机，包括如下步骤：

S1、设定目标过热度，膨胀阀的基准开度；

S2、压缩机开启，启动膨胀阀，且在压缩机开启后将膨胀阀的开度设置为设定的基准开度；

S3、判断压缩机的开启时间是否达到t1，若是，执行步骤S4；

S4、根据蒸发器的出口温度与进口温度的差值，确定膨胀阀的实际过热度；

S5、确定所述实际过热度与目标过热度的差值，得到过热度SH，根据当前过热度SH及其与上一时刻过热度SH′的差值△SH对膨胀阀的控制调节膨胀阀的开度；

S6、压缩机连续运行一定时间t（t＞t1）后，且在|SH|=0退出后t2时间内，调节膨胀阀的步数为+1或-1；

S7、在t2时间后，返回步骤S4。

在本发明的技术方案中，还包括如下附加技术特征：

步骤S6中膨胀阀的调阀周期为60s/1次或10s/1次。

步骤S5中所述的根据当前过热度SH及其与上一时刻过热度SH′的差值△SH对膨胀阀的控制调节膨胀阀的开度，调节方式如下：

①|SH|=0时，调阀周期为60s/1次，调阀步数为-1、0或1；

②|SH|≥3且△SH=0时，调阀周期为10s/1次，调阀步数为-2、-1、2或3；

③|SH|、△SH为其他值时，调阀周期为30s/1次，调阀步数为-4、-3、-2、-1、1、2或3。

在步骤S5和步骤S6之间还包括检测系统是否有压缩机排气温度对膨胀阀过热度和开度进行修正的步骤S′，若无修正，执行步骤S6。

所述的检测系统是否有压缩机排气温度对膨胀阀过热度和开度进行修正的步骤包括如下步骤：

1）检测所述压缩机的运转时间是否处于t1时间内，且膨胀阀的开度是否达到上限值，若是，不进行修正，执行步骤S6，若否，继续执行下述步骤2）；

2）判断系统处于制热运转还是制冷运转；

若为制热运转，且压缩机的排气温度Ttc≥98～110℃，对所述膨胀阀的开度修正步数为+1～+10；排气温度Ttc＜98～110℃，执行步骤S4；

若为制冷运转，且压缩机排气温度Ttc≥98～110℃，对所述膨胀阀的开度修正步数为+1～+8，至排气温度Ttc降低至88～95℃；排气温度Ttc≤88～95℃时，对所述膨胀阀的开度修正步数为-5～0，至排气温度Ttc升高至98～110℃；然后，重复上述制冷运转的修正。

制热运转中，对所述膨胀阀的开度修正周期为30s/1次，制冷运转中，对所述膨胀阀的开度修正周期为120s/1次。

所述的t1的取值为3～10min，所述的t的取值为15～30min。

所述的t2的取值为2～10min。

所述目标过热度为-1、0、1、2或3。

所述基准开度为100～480步。

与现有技术相比，采用本发明控制方法，在可能会出现阀振荡的情况下，过热度为零随即限制每次调阀的步数，避免调阀步数不当造成的阀振荡现象，保障系统的安全可靠地运行。

附图说明

图1为本发明最佳实施例的控制流程图；

图2为本发明最佳实施例中不同SH、△SH值所对应的膨胀阀的开度调节步数表，SH、△SH的单位为℃。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

参照图1，本实施例防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，膨胀阀设置在空调器的冷媒循环回路中，循环回路中还设置有蒸发器和压缩机，该控制方法包括如下步骤：

S1、设定目标过热度，膨胀阀的基准开度；在本步骤中，目标过热度可以为-1、0、1、2或3，具体取值根据具体的系统而定；基准开度的取值可以在100～480步选择，具体取值根据具体的系统而定，本实施例中膨胀阀的基准开度设定为280步。

S2、膨胀阀初始化，压缩机开启，且在压缩机开启后将膨胀阀的开度设置为设定的基准开度280步；

S3、判断压缩机的开启时间是否达到t1，若是，执行步骤S4；本步骤中t1的取值范围为3～10min，同理，根据具体系统具体取值，本实施例中t1为4min。

S4、根据蒸发器的出口温度与进口温度的差值，确定膨胀阀的实际过热度；

S5、取实际过热度与目标过热度的差值，得到过热度SH，根据当前时刻过热度SH，以及当前时刻过热度SH与上一时刻过热度SH′的差值△SH对膨胀阀的控制调节膨胀阀的开度，即根据过热度算法计算出的调阀步数进行调阀；

S6、压缩机连续运行一定时间t（t＞t1）后，此时系统已经进入稳定工作状态，在|SH|=0退出后t2时间内，将膨胀阀的调节步数限制为+1或-1，即只能一步一步地调阀，避免调阀步数不当可能造成的阀振荡问题，保障系统的安全可靠的运行。本实施例中，t取值为15min，t2取值为2min，可根据不同系统分别在15～30min、2～10min范围内不同取值。另外，需要强调的是，本实施例中所述的膨胀阀的调节步数的+（正）、-（负）并非数学严格意义上的+（正）、-（负），而是以向增大膨胀阀开度的方向调节膨胀阀，其步数值为+（正），向减小膨胀阀开度的方向调节膨胀阀，其步数值为-（负）。

S7、在t2时间后，返回S4，继续过热度调阀。

步骤S6中，膨胀阀的调阀周期为60s/1次或10s/1次。

步骤S5中，所述的根据过热度算法计算出的调阀步数进行调阀，其具体的调阀方式如下：

①当|SH|=0时，调阀周期为60s/1次，调阀步数为-1、0或1；具体的，参照图2所示，当|SH|=0，△SH≤-2时，调阀步数为-1，△SH=-1时，调阀步数为-1，△SH=0时，调阀步数为0，△SH=1时，调阀步数为1，△SH≥2时，调阀步数为1。

②当|SH|≥3且△SH=0时，调阀周期为10s/1次，调阀步数为-2、-1、2或3；具体的，参照图2所示，当△SH=0，SH=3时，调阀步数为2，SH≥4时，调阀步数为3，SH=-3时，调阀步数为-1，SH≤-4时，调阀步数为-2。

③|SH|、△SH为其他值时，调阀周期为30s/1次，调阀步数为-4、-3、-2、-1、1、2或3，参照图2所示。

由于压缩机排气温度Ttc过高，会使系统不稳定，为使系统处于稳定、安全可靠的工况，压缩机排气温度会对膨胀阀过热度和开度进行修正，以便降低排气温度Ttc，若有此修正，不再进行本实施例控制方法。因此，在步骤S5和步骤S6之间还包括检测系统是否有压缩机排气温度对膨胀阀过热度和开度进行修正的步骤S′，若无此修正，执行步骤S6，若系统存在此修正，本实施例控制方法无效。

具体的，所述的检测系统是否有压缩机排气温度对膨胀阀过热度和开度进行修正的步骤包括如下步骤：

1）检测所述压缩机的运转时间是否处于t1时间内，若是，不进行修正，执行步骤S6，若否，继续执行下述步骤2）；

2）判断系统处于制热运转还是制冷运转；

若为制热运转，且压缩机的排气温度Ttc≥98～110℃，对所述膨胀阀的开度修正补偿步数为+1～+10，当开度达到上限值，补偿不再加，本实施例中开度上限值为480步；若排气温度Ttc＜98～110℃，返回执行步骤S4，恢复过热度调阀；

若为制冷运转，且压缩机排气温度Ttc≥98～110℃，对所述膨胀阀的开度修正步数为+1～+8，至排气温度Ttc降低至88～95℃，即当排气温度Ttc处于 88～95℃≤Ttc≤98～110℃时，对膨胀阀的开度修正步数保持在+1～+8；排气温度Ttc≤88～95℃时，对所述膨胀阀的开度修正步数调整为-5～0，至排气温度Ttc升高至98～110℃，即当排气温度Ttc处于88～95℃≤Ttc≤98～110℃时，对膨胀阀的开度修正步数保持在-5～0；以此类推，重复上述制冷运转的修正。

例如，若为制热运转，且压缩机的排气温度Ttc≥102℃，对所述膨胀阀的开度修正补偿步数为+5；若排气温度Ttc＜102℃，返回步骤S4，恢复过热度调阀；若为制冷运转，且压缩机排气温度Ttc≥103℃，对所述膨胀阀的开度修正步数为+5，至排气温度Ttc降低至90℃，即当排气温度Ttc处于90℃≤Ttc≤103℃时，对膨胀阀的开度修正步数保持在+5；排气温度Ttc≤90℃时，对所述膨胀阀的开度修正步数调整为-1，至排气温度Ttc升高至103℃，即当排气温度Ttc处于90℃≤Ttc≤103℃时，对膨胀阀的开度修正步数保持在-1。

基于上述技术方案，可选的，在制热运转中，对膨胀阀的开度修正周期为30s/1次，制冷运转中，对膨胀阀的开度修正周期为120s/1次。且无论是制冷运转还是制冷运转，在修正总时间内，补偿总步数最多至+50即停止补偿。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，所述膨胀阀设置在设备的冷媒循环回路中，所述循环回路中还设置有蒸发器和压缩机，其特征在于，包括如下步骤：

S1、设定目标过热度，膨胀阀的基准开度；

S2、膨胀阀初始化，压缩机开启，且在压缩机开启后将膨胀阀的开度设置为设定的基准开度；

S3、判断压缩机的开启时间是否达到t1，若是，执行步骤S4；

S4、根据蒸发器的出口温度与进口温度的差值，确定膨胀阀的实际过热度；

S5、确定所述实际过热度与目标过热度的差值，得到过热度SH，根据当前过热度SH及其与上一时刻过热度SH′的差值△SH对膨胀阀的控制调节膨胀阀的开度，调节方式如下：

①|SH|=0时，调阀周期为60s/1次，调阀步数为-1、0或1；

②|SH|≥3且△SH=0时，调阀周期为10s/1次，调阀步数为-2、-1、2或3；

③|SH|、△SH为其他值时，调阀周期为30s/1次，调阀步数为-4、-3、-2、-1、1、2或3；

S6、压缩机连续运行一定时间t（t＞t1）后，且在|SH|=0退出后t2时间内，调节膨胀阀的步数为+1或-1；

S7、在t2时间后，返回步骤S4。

2.根据权利要求1所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，步骤S6中膨胀阀的调阀周期为60s/1次或10s/1次。

3.根据权利要求1或2所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，在步骤S5和步骤S6之间还包括检测系统是否有压缩机排气温度对膨胀阀开度进行修正的步骤S′，若无修正，执行步骤S6。

4.根据权利要求3所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述的检测系统是否有压缩机排气温度对膨胀阀开度进行修正的步骤包括如下步骤：

1）检测压缩机的运转时间是否处于t1时间内，若是，不进行修正，执行步骤S5，若否，继续执行下述步骤2）；

2）判断系统处于制热运转还是制冷运转；

若为制热运转，且压缩机的排气温度Ttc≥98～110℃，对所述膨胀阀的开度修正补偿步数为+1～+10；排气温度Ttc＜98～110℃，执行步骤S4；

若为制冷运转，且压缩机排气温度Ttc≥98～110℃，对所述膨胀阀的开度修正补偿步数为+1～+8，至排气温度Ttc降低至88～95℃；排气温度Ttc≤88～95℃时，对所述膨胀阀的开度修正补偿步数为-5～0，至排气温度Ttc升高至98～110℃；然后，重复上述制冷运转的修正。

5.根据权利要求4所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，制热运转中，对所述膨胀阀的开度修正周期为30s/1次，制冷运转中，对所述膨胀阀的开度修正周期为120s/1次。

6.根据权利要求4所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述的t1的取值为3～10min，所述的t的取值为15～30min。

7.根据权利要求4所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述的t2的取值为2～10min。

8.根据权利要求1所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述目标过热度为-1、0、1、2或3。

9.根据权利要求1所述的防止膨胀阀振荡的膨胀阀开度控制方法，其特征在于，所述基准开度为100～480步。