基于过热度的空调膨胀阀控制方法和控制装置与流程

本发明属于空气调节技术领域，具体地说，是涉及空调膨胀阀的控制，更具体地说，是涉及基于过热度的空调膨胀阀控制方法和控制装置。

背景技术：

变频空调系统压缩机的运行频率可以根据室温和设定温度的变化进行自动调节，以达到最小温度波动、最佳舒适性和最佳节能的效果。当压缩机运行频率调整时，空调系统的循环回路冷媒流量也随之变化，这时就需要同步调节膨胀阀开度，实现最佳能效控制。

目前，变频空调系统主要采用过热度的方法调节膨胀阀的开度，进而调节空调系统中的冷媒循环量。而过热度主要通过对由压缩机回气温度和室内盘管温度确定的回气过热度与目标过热度进行计算来获取。

空调在不同工况下运行时，压缩机回气温度和室内盘管温度都会受到影响。特别是在高温高湿环境下，室内蒸发压力大，蒸发温度偏高，会影响过热度的计算值，进而影响依靠过热度进行膨胀阀开度调节的空调系统的性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于过热度的空调膨胀阀控制方法和控制装置，通过在室内为高温环境、且压缩机排气温度过高时对回气过热度偏差和回气过热度偏差变化量进行校正，实现膨胀阀调节随温度变化的自适应性，提高过热度调阀时系统的运行性能和温度调节的舒适性。

为实现上述发明目的，本发明提供的空调膨胀阀控制方法采用下述技术方案予以实现：

一种空调膨胀阀的控制方法，所述方法包括：

空调制冷运行，获取当前室内环境温度、当前压缩机回气温度、当前压缩机排气温度、当前室内盘管温度，根据压缩机运行频率获取当前目标过热度；

根据所述当前压缩机回气温度和所述当前室内盘管温度获取当前回气过热度，根据所述当前回气过热度和所述当前目标过热度获取当前回气过热度偏差，根据所述当前回气过热度偏差和当前时刻的前一时刻的回气过热度偏差获取当前回气过热度偏差变化量；

若满足下述的过热度条件：所述当前回气过热度偏差和所述当前回气过热度偏差变化量均小于零，同时还满足下述的温度条件：至少包括所述当前室内环境温度不小于设定室内环境温度以及所述当前压缩机排气温度不小于设定排气温度，则执行下述的调阀过程：

增大所述当前回气过热度偏差至大于零，作为实际回气过热度偏差，增大所述当前回气过热度偏差变化量至大于零，作为实际回气过热度偏差，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

如上所述的方法，所述增大所述当前回气过热度偏差至大于零，作为实际回气过热度偏差，增大所述当前回气过热度偏差变化量至大于零，作为实际回气过热度偏差，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度，具体包括：

取所述当前回气过热度偏差的绝对值作为实际回气过热度偏差，取所述当前回气过热度偏差变化量的绝对值作为实际回气过热度偏差变化量，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

优选的，所述设定室内环境温度为27℃。

优选的，所述设定排气温度根据压缩机排气保护温度确定，且所述设定排气温度小于所述压缩机排气保护温度。

如上所述的方法，若不满足所述的过热度条件和/或不满足所述的温度条件，则执行下述的调阀过程：

根据所述当前回气过热度偏差和所述当前回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

为实现上述发明目的，本发明提供的空调膨胀阀的控制装置采用下述技术方案予以实现：

一种空调膨胀阀的控制装置，所述装置包括：

室内环境温度获取单元，用于获取室内环境温度；

压缩机回气温度获取单元，用于获取压缩机回气温度；

压缩机排气温度获取单元，用于获取压缩机排气温度；

室内盘管温度获取单元，用于获取室内盘管温度；

目标过热度获取单元，用于根据压缩机运行频率获取目标过热度；

回气过热度获取单元，用于根据所述压缩机回气温度和所述室内盘管温度获取回气过热度；

回气过热度偏差获取单元，用于根据所述回气过热度和所述目标过热度获取回气过热度偏差；

回气过热度偏差变化量获取单元，用于根据所述回气过热度偏差和前一时刻的回气过热度偏差获取回气过热度偏差变化量；

过热度条件判断单元，用于判断是否满足下述的过热度条件：所述回气过热度偏差获取单元所获取的当前回气过热度偏差和所述回气过热度偏差变化量获取单元所获取的当前回气过热度偏差变化量均小于零，并输出判断结果；

温度条件判断单元，用于判断是否满足下述的温度条件：至少包括所述室内环境温度获取单元所获取的当前室内环境温度不小于设定室内环境温度以及所述压缩机排气温度获取单元所获取的当前压缩机排气温度不小于设定排气温度，并输出判断结果；

第一调阀单元，用于在所述过热度条件判断单元判定满足所述过热度条件、且所述温度条件判断单元判定满足所述温度条件时，执行下述的调阀过程：增大所述当前回气过热度偏差至大于零，作为实际回气过热度偏差，增大所述当前回气过热度偏差变化量至大于零，作为实际回气过热度偏差，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

如上所述的装置，所述增大所述当前回气过热度偏差至大于零，作为实际回气过热度偏差，增大所述当前回气过热度偏差变化量至大于零，作为实际回气过热度偏差，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度，具体包括：

取所述当前回气过热度偏差的绝对值作为实际回气过热度偏差，取所述当前回气过热度偏差变化量的绝对值作为实际回气过热度偏差变化量，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

优选的，所述设定室内环境温度为27℃。

优选的，所述设定排气温度根据压缩机排气保护温度确定，且所述设定排气温度小于所述压缩机排气保护温度。

如上所述的装置，所述装置还包括第二调阀单元，用于在所述过热度条件判断单元判定不满足所述过热度条件和/或所述温度条件判断单元判定不满足所述温度条件时，执行下述的调阀过程：根据所述当前回气过热度偏差和所述当前回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：在空调制冷运行过程中，如果回气过热度偏差和回气过热度偏差变化量均小于零，如果不作调整，膨胀阀应该是执行关阀动作；如果此时室内环境温度较高，高于设定室内环境温度，且此时压缩机排气温度也不小于设定排气温度，将通过增大当前回气过热度偏差至大于零和增大当前回气过热度偏差变化量至大于零的方式实现对回气过热度偏差及回气过热度偏差变化量的校正，通过该校正，将强制膨胀阀的关阀动作变为开阀动作，避免不恰当的关阀造成系统运行性能的下降和温度条件舒适性的下降，实现对膨胀阀开度调节随室内温度和压缩机排气温度变化的自适应性优化。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是基于本发明空调膨胀阀的控制方法一个实施例的流程图；

图2是基于本发明空调膨胀阀的控制装置一个实施例的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

请参见图1，该图所示为基于本发明空调膨胀阀的控制方法一个实施例的流程图，具体来说是实现基于过热度的空调膨胀阀控制方法的一个实施例。

如图1所示，该实施例实现空调膨胀阀的控制方法包括下述步骤构成的过程：

步骤11：空调制冷运行，获取当前室内环境温度、当前压缩机回气温度、当前压缩机排气温度、当前室内盘管温度，根据压缩机运行频率获取当前目标过热度。

当前室内环境温度、当前压缩机回气温度、当前压缩机排气温度及当前室内盘管温度均可以通过在相应检测位置设置温度检测部件来实现。例如，通过设置在室内或者空调室内机进风口处的温度传感器检测当前室内环境温度；通过设置在压缩机回气口处的温度传感器检测当前压缩机回气温度；通过设置在压缩机排气口处的温度传感器检测当前压缩机排气温度；通过设置在室内换热器的盘管温度传感器检测当前室内盘管温度。

而当前目标过热度是与空调运行模式及压缩机运行频率相关的、已知的值，在制冷模式下，可以通过查表的方式获取到与压缩机运行频率、具体来说是与压缩机当前运行频率一一对应的当前目标过热度。而且，为了计算方便，一般的，一个运行频率范围对应有一个目标过热度。譬如，小于20Hz的压缩机运行频率对应着一个目标过热度，大于90Hz的压缩机运行频率对应着一个目标过热度，20Hz到90Hz之间的频率中、每10Hz的频率范围对应着一个目标过热度。

步骤12：获取当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量。

具体来说，是根据步骤11获取到的当前压缩机回气温度和当前室内盘管温度、按照下述公式计算出当前回气过热度：

当前回气过热度=当前压缩机回气温度-当前室内盘管温度；

然后，根据当前回气过热度和步骤11获取到的当前目标过热度、按照下述公式计算出当前回气过热度偏差：

当前回气过热度偏差=当前回气过热度-当前目标过热度；

再根据当前回气过热度偏差和当前时刻的前一时刻的回气过热度偏差、按照下述公式计算出当前回气过热度偏差变化量：

当前回气过热度偏差变化量=当前回气过热度偏差变化量-前一时刻回气过热度偏差。

步骤13：在同时满足过热度条件和温度条件时，执行下述的调阀过程：增大当前回气过热度偏差至大于零作为实际回气过热度偏差，增大当前回气过热度偏差变化量至大于零作为实际回气过热度偏差，根据实际回气过热度偏差和实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

其中，过热度条件包括：当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量均小于零。而温度条件至少包括当前室内环境温度不小于设定室内环境温度和当前压缩机排气温度不小于设定排气温度。设定室内环境温度是已知的、预先存储的一个温度值，是反映室内环境温度是否属于高温的一个阈值。优选的，设定室内环境温度为27℃。设定排气温度也是已知的、预先存储的一个温度值，是反映压缩机排气温度是否过高的一个阈值。作为优选的实施例，设定排气温度根据压缩机排气保护温度确定，且设定排气温度小于所述压缩机排气保护温度。譬如，设定排气温度比压缩机排气保护温度小5℃左右。而压缩机排气保护温度也是已知的温度值。

在步骤12通过计算获取到当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量之后，判断两者与零的大小。如果满足过热度条件，也即当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量均小于零时，并非直接根据当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量进行膨胀阀开度的控制，而是还要根据是否满足了当前室内环境温度不小于设定室内环境温度的条件以及当前压缩机排气温度不小于设定排气温度的条件作进一步的校正处理。

如果满足了当前室内环境温度不小于设定室内环境温度的条件，表明此时室内环境温度偏高；如果满足了当前压缩机排气温度不小于设定排气温度的条件，表明当前压缩机排气温度也较高。在室内环境温度偏高的情况下，如前所述，在空调制冷运行的炎热季节，高温通常会伴随着高湿，在高温高湿环境下，室内蒸发压力大，蒸发温度偏高。而压缩机排气温度较高，极容易进入过高保护状态。此时，由于计算出的当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量均小于零，按照正常的膨胀阀调节方式，此时应该执行关阀动作，需要减小膨胀阀的开度。但是，如果关阀，冷媒循环量减少，使得蒸发压力更大，易产生凝露，且会使得排气温度更高而进入到保护状态，继而会降低制冷效果。因此，在同时满足过热度条件和温度条件时，将调整膨胀阀的动作方向由关阀方向变为开阀方向。具体来说，是执行下述的过程：

增大当前回气过热度偏差至大于零作为实际回气过热度偏差，增大当前回气过热度偏差变化量至大于零作为实际回气过热度偏差，根据实际回气过热度偏差和实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。如果实际回气过热度偏差和实际回气过热度偏差变化量均大于零，根据过热度调阀原理可知，膨胀阀将执行开阀的动作。

作为优选的实施方式，并非任意增大当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量，而是采用与当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量相关的方式进行增大。具体而言，增大当前回气过热度偏差至大于零作为实际回气过热度偏差，增大当前回气过热度偏差变化量至大于零作为实际回气过热度偏差，根据实际回气过热度偏差和实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度，包括：

取当前回气过热度偏差的绝对值作为实际回气过热度偏差，取当前回气过热度偏差变化量的绝对值作为实际回气过热度偏差变化量，根据实际回气过热度偏差和实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

采用上述实施例的控制方法，在空调制冷运行过程中，如果回气过热度偏差和回气过热度偏差变化量均小于零，且如果此时室内环境温度较高，高于设定室内环境温度，压缩机排气温度也不小于设定排气温度，将通过增大当前回气过热度偏差至大于零和增大当前回气过热度偏差变化量至大于零的方式实现对回气过热度偏差及回气过热度偏差变化量的校正，通过该校正，将强制膨胀阀的关阀动作变为开阀动作，避免不恰当的关阀造成系统运行性能的下降和温度条件舒适性的下降，实现对膨胀阀开度调节随室内温度和压缩机排气温度变化的自适应性优化。

在空调制冷运行过程中，将不断地执行步骤11、步骤12及步骤13的判断过程，而如果不满足过热度条件，或者不满足温度条件，或者两个条件均不满足，这些情况下，将直接执行根据当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度的过程，而不进行干预调节，使得系统按照设定控制方式正常运行。

请参见图2，该图所示为基于本发明空调膨胀阀的控制装置一个实施例的结构框图。

如图2所示意，该实施例实现空调膨胀阀的控制装置包括的结构单元、每个单元的功能及单元间的数据传输过程如下：

控制装置包括：

室内环境温度获取单元201，用于获取室内环境温度。

压缩机回气温度获取单元202，用于获取压缩机回气温度。

室内盘管温度获取单元203，用于获取室内盘管温度。

目标过热度获取单元204，用于根据压缩机运行频率获取目标过热度。

回气过热度获取单元205，用于根据压缩机回气温度和室内盘管温度获取回气过热度。

回气过热度偏差获取单元206，用于根据回气过热度和目标过热度获取回气过热度偏差。

回气过热度偏差变化量获取单元207，用于根据回气过热度偏差和前一时刻的回气过热度偏差获取回气过热度偏差变化量。

过热度条件判断单元，用于判断是否满足下述的过热度条件：回气过热度偏差获取单元206所获取的当前回气过热度偏差和回气过热度偏差变化量获取单元207获取的当前回气过热度偏差变化量均小于零，并输出判断结果。

压缩机排气温度获取单元209，用于获取压缩机排气温度。

温度条件判断单元210，用于判断是否满足下述的温度条件：至少包括室内环境温度获取单元201所获取的当前室内环境温度不小于设定室内环境温度，以及压缩机排气温度获取单元209所获取的当前压缩机排气温度不小于设定排气温度，并输出判断结果。

第一调阀单元211，用于在过热度条件判断单元208判定满足过热度条件、且温度条件判断单元210判定满足温度条件时，执行下述的调阀过程：增大所述当前回气过热度偏差至大于零，作为实际回气过热度偏差，增大所述当前回气过热度偏差变化量至大于零，作为实际回气过热度偏差，根据所述实际回气过热度偏差和所述实际回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

此外，控制装置还包括有第二调阀单元，用于在过热度条件判断单元208判定不满足过热度条件和/或温度条件判断单元210判定不满足温度条件时，执行下述的调阀过程：根据当前回气过热度偏差和当前回气过热度偏差变化量调整膨胀阀的开度。

上述结构的控制装置可以应用到具有膨胀阀的空调中，每个结构单元运行完成对应功能的软件程序，按照上述的控制方法的过程实现对空调膨胀阀的控制，达到前述方法的技术效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。