基於過熱度的空調膨脹閥控制方法和控制裝置與流程
2023-10-21 07:58:02
本發明屬於空氣調節技術領域，具體地說，是涉及空調膨脹閥的控制，更具體地說，是涉及基於過熱度的空調膨脹閥控制方法和控制裝置。
背景技術：
變頻空調系統壓縮機的運行頻率可以根據室溫和設定溫度的變化進行自動調節，以達到最小溫度波動、最佳舒適性和最佳節能的效果。當壓縮機運行頻率調整時，空調系統的循環迴路冷媒流量也隨之變化，這時就需要同步調節膨脹閥開度，實現最佳能效控制。
目前，變頻空調系統主要採用過熱度的方法調節膨脹閥的開度，進而調節空調系統中的冷媒循環量。而過熱度主要通過對由壓縮機回氣溫度和室內盤管溫度確定的回氣過熱度與目標過熱度進行計算來獲取。
空調在不同工況下運行時，壓縮機回氣溫度和室內盤管溫度都會受到影響。特別是在高溫高溼環境下，室內蒸發壓力大，蒸發溫度偏高，會影響過熱度的計算值，進而影響依靠過熱度進行膨脹閥開度調節的空調系統的性能。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種基於過熱度的空調膨脹閥控制方法和控制裝置，通過在室內為高溫環境、且壓縮機排氣溫度過高時對回氣過熱度偏差和回氣過熱度偏差變化量進行校正，實現膨脹閥調節隨溫度變化的自適應性，提高過熱度調閥時系統的運行性能和溫度調節的舒適性。
為實現上述發明目的，本發明提供的空調膨脹閥控制方法採用下述技術方案予以實現：
一種空調膨脹閥的控制方法，所述方法包括：
空調製冷運行，獲取當前室內環境溫度、當前壓縮機回氣溫度、當前壓縮機排氣溫度、當前室內盤管溫度，根據壓縮機運行頻率獲取當前目標過熱度；
根據所述當前壓縮機回氣溫度和所述當前室內盤管溫度獲取當前回氣過熱度，根據所述當前回氣過熱度和所述當前目標過熱度獲取當前回氣過熱度偏差，根據所述當前回氣過熱度偏差和當前時刻的前一時刻的回氣過熱度偏差獲取當前回氣過熱度偏差變化量；
若滿足下述的過熱度條件：所述當前回氣過熱度偏差和所述當前回氣過熱度偏差變化量均小於零，同時還滿足下述的溫度條件：至少包括所述當前室內環境溫度不小於設定室內環境溫度以及所述當前壓縮機排氣溫度不小於設定排氣溫度，則執行下述的調閥過程：
增大所述當前回氣過熱度偏差至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，增大所述當前回氣過熱度偏差變化量至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
如上所述的方法，所述增大所述當前回氣過熱度偏差至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，增大所述當前回氣過熱度偏差變化量至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度，具體包括：
取所述當前回氣過熱度偏差的絕對值作為實際回氣過熱度偏差，取所述當前回氣過熱度偏差變化量的絕對值作為實際回氣過熱度偏差變化量，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
優選的，所述設定室內環境溫度為27℃。
優選的，所述設定排氣溫度根據壓縮機排氣保護溫度確定，且所述設定排氣溫度小於所述壓縮機排氣保護溫度。
如上所述的方法，若不滿足所述的過熱度條件和/或不滿足所述的溫度條件，則執行下述的調閥過程：
根據所述當前回氣過熱度偏差和所述當前回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
為實現上述發明目的，本發明提供的空調膨脹閥的控制裝置採用下述技術方案予以實現：
一種空調膨脹閥的控制裝置，所述裝置包括：
室內環境溫度獲取單元，用於獲取室內環境溫度；
壓縮機回氣溫度獲取單元，用於獲取壓縮機回氣溫度；
壓縮機排氣溫度獲取單元，用於獲取壓縮機排氣溫度；
室內盤管溫度獲取單元，用於獲取室內盤管溫度；
目標過熱度獲取單元，用於根據壓縮機運行頻率獲取目標過熱度；
回氣過熱度獲取單元，用於根據所述壓縮機回氣溫度和所述室內盤管溫度獲取回氣過熱度；
回氣過熱度偏差獲取單元，用於根據所述回氣過熱度和所述目標過熱度獲取回氣過熱度偏差；
回氣過熱度偏差變化量獲取單元，用於根據所述回氣過熱度偏差和前一時刻的回氣過熱度偏差獲取回氣過熱度偏差變化量；
過熱度條件判斷單元，用於判斷是否滿足下述的過熱度條件：所述回氣過熱度偏差獲取單元所獲取的當前回氣過熱度偏差和所述回氣過熱度偏差變化量獲取單元所獲取的當前回氣過熱度偏差變化量均小於零，並輸出判斷結果；
溫度條件判斷單元，用於判斷是否滿足下述的溫度條件：至少包括所述室內環境溫度獲取單元所獲取的當前室內環境溫度不小於設定室內環境溫度以及所述壓縮機排氣溫度獲取單元所獲取的當前壓縮機排氣溫度不小於設定排氣溫度，並輸出判斷結果；
第一調閥單元，用於在所述過熱度條件判斷單元判定滿足所述過熱度條件、且所述溫度條件判斷單元判定滿足所述溫度條件時，執行下述的調閥過程：增大所述當前回氣過熱度偏差至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，增大所述當前回氣過熱度偏差變化量至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
如上所述的裝置，所述增大所述當前回氣過熱度偏差至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，增大所述當前回氣過熱度偏差變化量至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度，具體包括：
取所述當前回氣過熱度偏差的絕對值作為實際回氣過熱度偏差，取所述當前回氣過熱度偏差變化量的絕對值作為實際回氣過熱度偏差變化量，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
優選的，所述設定室內環境溫度為27℃。
優選的，所述設定排氣溫度根據壓縮機排氣保護溫度確定，且所述設定排氣溫度小於所述壓縮機排氣保護溫度。
如上所述的裝置，所述裝置還包括第二調閥單元，用於在所述過熱度條件判斷單元判定不滿足所述過熱度條件和/或所述溫度條件判斷單元判定不滿足所述溫度條件時，執行下述的調閥過程：根據所述當前回氣過熱度偏差和所述當前回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：在空調製冷運行過程中，如果回氣過熱度偏差和回氣過熱度偏差變化量均小於零，如果不作調整，膨脹閥應該是執行關閥動作；如果此時室內環境溫度較高，高於設定室內環境溫度，且此時壓縮機排氣溫度也不小於設定排氣溫度，將通過增大當前回氣過熱度偏差至大於零和增大當前回氣過熱度偏差變化量至大於零的方式實現對回氣過熱度偏差及回氣過熱度偏差變化量的校正，通過該校正，將強制膨脹閥的關閥動作變為開閥動作，避免不恰當的關閥造成系統運行性能的下降和溫度條件舒適性的下降，實現對膨脹閥開度調節隨室內溫度和壓縮機排氣溫度變化的自適應性優化。
結合附圖閱讀本發明的具體實施方式後，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。
附圖說明
圖1是基於本發明空調膨脹閥的控制方法一個實施例的流程圖；
圖2是基於本發明空調膨脹閥的控制裝置一個實施例的結構框圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下將結合附圖和實施例，對本發明作進一步詳細說明。
請參見圖1，該圖所示為基於本發明空調膨脹閥的控制方法一個實施例的流程圖，具體來說是實現基於過熱度的空調膨脹閥控制方法的一個實施例。
如圖1所示，該實施例實現空調膨脹閥的控制方法包括下述步驟構成的過程：
步驟11：空調製冷運行，獲取當前室內環境溫度、當前壓縮機回氣溫度、當前壓縮機排氣溫度、當前室內盤管溫度，根據壓縮機運行頻率獲取當前目標過熱度。
當前室內環境溫度、當前壓縮機回氣溫度、當前壓縮機排氣溫度及當前室內盤管溫度均可以通過在相應檢測位置設置溫度檢測部件來實現。例如，通過設置在室內或者空調室內機進風口處的溫度傳感器檢測當前室內環境溫度；通過設置在壓縮機回氣口處的溫度傳感器檢測當前壓縮機回氣溫度；通過設置在壓縮機排氣口處的溫度傳感器檢測當前壓縮機排氣溫度；通過設置在室內換熱器的盤管溫度傳感器檢測當前室內盤管溫度。
而當前目標過熱度是與空調運行模式及壓縮機運行頻率相關的、已知的值，在製冷模式下，可以通過查表的方式獲取到與壓縮機運行頻率、具體來說是與壓縮機當前運行頻率一一對應的當前目標過熱度。而且，為了計算方便，一般的，一個運行頻率範圍對應有一個目標過熱度。譬如，小於20Hz的壓縮機運行頻率對應著一個目標過熱度，大於90Hz的壓縮機運行頻率對應著一個目標過熱度，20Hz到90Hz之間的頻率中、每10Hz的頻率範圍對應著一個目標過熱度。
步驟12：獲取當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量。
具體來說，是根據步驟11獲取到的當前壓縮機回氣溫度和當前室內盤管溫度、按照下述公式計算出當前回氣過熱度：
當前回氣過熱度=當前壓縮機回氣溫度-當前室內盤管溫度；
然後，根據當前回氣過熱度和步驟11獲取到的當前目標過熱度、按照下述公式計算出當前回氣過熱度偏差：
當前回氣過熱度偏差=當前回氣過熱度-當前目標過熱度；
再根據當前回氣過熱度偏差和當前時刻的前一時刻的回氣過熱度偏差、按照下述公式計算出當前回氣過熱度偏差變化量：
當前回氣過熱度偏差變化量=當前回氣過熱度偏差變化量-前一時刻回氣過熱度偏差。
步驟13：在同時滿足過熱度條件和溫度條件時，執行下述的調閥過程：增大當前回氣過熱度偏差至大於零作為實際回氣過熱度偏差，增大當前回氣過熱度偏差變化量至大於零作為實際回氣過熱度偏差，根據實際回氣過熱度偏差和實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
其中，過熱度條件包括：當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量均小於零。而溫度條件至少包括當前室內環境溫度不小於設定室內環境溫度和當前壓縮機排氣溫度不小於設定排氣溫度。設定室內環境溫度是已知的、預先存儲的一個溫度值，是反映室內環境溫度是否屬於高溫的一個閾值。優選的，設定室內環境溫度為27℃。設定排氣溫度也是已知的、預先存儲的一個溫度值，是反映壓縮機排氣溫度是否過高的一個閾值。作為優選的實施例，設定排氣溫度根據壓縮機排氣保護溫度確定，且設定排氣溫度小於所述壓縮機排氣保護溫度。譬如，設定排氣溫度比壓縮機排氣保護溫度小5℃左右。而壓縮機排氣保護溫度也是已知的溫度值。
在步驟12通過計算獲取到當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量之後，判斷兩者與零的大小。如果滿足過熱度條件，也即當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量均小於零時，並非直接根據當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量進行膨脹閥開度的控制，而是還要根據是否滿足了當前室內環境溫度不小於設定室內環境溫度的條件以及當前壓縮機排氣溫度不小於設定排氣溫度的條件作進一步的校正處理。
如果滿足了當前室內環境溫度不小於設定室內環境溫度的條件，表明此時室內環境溫度偏高；如果滿足了當前壓縮機排氣溫度不小於設定排氣溫度的條件，表明當前壓縮機排氣溫度也較高。在室內環境溫度偏高的情況下，如前所述，在空調製冷運行的炎熱季節，高溫通常會伴隨著高溼，在高溫高溼環境下，室內蒸發壓力大，蒸發溫度偏高。而壓縮機排氣溫度較高，極容易進入過高保護狀態。此時，由於計算出的當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量均小於零，按照正常的膨脹閥調節方式，此時應該執行關閥動作，需要減小膨脹閥的開度。但是，如果關閥，冷媒循環量減少，使得蒸發壓力更大，易產生凝露，且會使得排氣溫度更高而進入到保護狀態，繼而會降低製冷效果。因此，在同時滿足過熱度條件和溫度條件時，將調整膨脹閥的動作方向由關閥方向變為開閥方向。具體來說，是執行下述的過程：
增大當前回氣過熱度偏差至大於零作為實際回氣過熱度偏差，增大當前回氣過熱度偏差變化量至大於零作為實際回氣過熱度偏差，根據實際回氣過熱度偏差和實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。如果實際回氣過熱度偏差和實際回氣過熱度偏差變化量均大於零，根據過熱度調閥原理可知，膨脹閥將執行開閥的動作。
作為優選的實施方式，並非任意增大當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量，而是採用與當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量相關的方式進行增大。具體而言，增大當前回氣過熱度偏差至大於零作為實際回氣過熱度偏差，增大當前回氣過熱度偏差變化量至大於零作為實際回氣過熱度偏差，根據實際回氣過熱度偏差和實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度，包括：
取當前回氣過熱度偏差的絕對值作為實際回氣過熱度偏差，取當前回氣過熱度偏差變化量的絕對值作為實際回氣過熱度偏差變化量，根據實際回氣過熱度偏差和實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
採用上述實施例的控制方法，在空調製冷運行過程中，如果回氣過熱度偏差和回氣過熱度偏差變化量均小於零，且如果此時室內環境溫度較高，高於設定室內環境溫度，壓縮機排氣溫度也不小於設定排氣溫度，將通過增大當前回氣過熱度偏差至大於零和增大當前回氣過熱度偏差變化量至大於零的方式實現對回氣過熱度偏差及回氣過熱度偏差變化量的校正，通過該校正，將強制膨脹閥的關閥動作變為開閥動作，避免不恰當的關閥造成系統運行性能的下降和溫度條件舒適性的下降，實現對膨脹閥開度調節隨室內溫度和壓縮機排氣溫度變化的自適應性優化。
在空調製冷運行過程中，將不斷地執行步驟11、步驟12及步驟13的判斷過程，而如果不滿足過熱度條件，或者不滿足溫度條件，或者兩個條件均不滿足，這些情況下，將直接執行根據當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度的過程，而不進行幹預調節，使得系統按照設定控制方式正常運行。
請參見圖2，該圖所示為基於本發明空調膨脹閥的控制裝置一個實施例的結構框圖。
如圖2所示意，該實施例實現空調膨脹閥的控制裝置包括的結構單元、每個單元的功能及單元間的數據傳輸過程如下：
控制裝置包括：
室內環境溫度獲取單元201，用於獲取室內環境溫度。
壓縮機回氣溫度獲取單元202，用於獲取壓縮機回氣溫度。
室內盤管溫度獲取單元203，用於獲取室內盤管溫度。
目標過熱度獲取單元204，用於根據壓縮機運行頻率獲取目標過熱度。
回氣過熱度獲取單元205，用於根據壓縮機回氣溫度和室內盤管溫度獲取回氣過熱度。
回氣過熱度偏差獲取單元206，用於根據回氣過熱度和目標過熱度獲取回氣過熱度偏差。
回氣過熱度偏差變化量獲取單元207，用於根據回氣過熱度偏差和前一時刻的回氣過熱度偏差獲取回氣過熱度偏差變化量。
過熱度條件判斷單元，用於判斷是否滿足下述的過熱度條件：回氣過熱度偏差獲取單元206所獲取的當前回氣過熱度偏差和回氣過熱度偏差變化量獲取單元207獲取的當前回氣過熱度偏差變化量均小於零，並輸出判斷結果。
壓縮機排氣溫度獲取單元209，用於獲取壓縮機排氣溫度。
溫度條件判斷單元210，用於判斷是否滿足下述的溫度條件：至少包括室內環境溫度獲取單元201所獲取的當前室內環境溫度不小於設定室內環境溫度，以及壓縮機排氣溫度獲取單元209所獲取的當前壓縮機排氣溫度不小於設定排氣溫度，並輸出判斷結果。
第一調閥單元211，用於在過熱度條件判斷單元208判定滿足過熱度條件、且溫度條件判斷單元210判定滿足溫度條件時，執行下述的調閥過程：增大所述當前回氣過熱度偏差至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，增大所述當前回氣過熱度偏差變化量至大於零，作為實際回氣過熱度偏差，根據所述實際回氣過熱度偏差和所述實際回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
此外，控制裝置還包括有第二調閥單元，用於在過熱度條件判斷單元208判定不滿足過熱度條件和/或溫度條件判斷單元210判定不滿足溫度條件時，執行下述的調閥過程：根據當前回氣過熱度偏差和當前回氣過熱度偏差變化量調整膨脹閥的開度。
上述結構的控制裝置可以應用到具有膨脹閥的空調中，每個結構單元運行完成對應功能的軟體程序，按照上述的控制方法的過程實現對空調膨脹閥的控制，達到前述方法的技術效果。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其進行限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明所要求保護的技術方案的精神和範圍。