电子膨胀阀的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种应用于空调中的电子膨胀阀的控制方法。
【背景技术】
[0002] 空调系统设计中，电子膨胀阀作为电子控制元件，通过系统过热度控制其开度W 达到控制压缩机排气溫度的目的，因其精度高，动作快速、准确、节能效果明显等优点，在制 冷空调中有广泛的应用。国家标准中，空调系统运行的溫度范围为-7~43度，变频空调的 频率变化范围一般为15化~IlOHz。
[0003] 现有的变频空调电子膨胀阀多采用PID控制，主流PID控制的核屯、逻辑为制冷时 室外溫度的25度到36度的电子膨胀阀的算法控制，并将该算法应用于所有溫度范围内，在 额定工况下测试得出电子膨胀阀的控制曲线。但是不同外界溫度条件下空调的运转情况区 别很大，同时由于空调制冷系统滞后性大、高度非线性等特点使得此种控制方式难W综合 考虑所有溫度范围、建立准确的数学模型来控制电子膨胀阀的开度。目前虽然也有通过设 置某些倍数值，通过在不同的溫度范围追加不同的倍数进行控制的方式，但仍然难W满足 整个运行范围的过热度的标准。
[0004] 并且，在一些中东地区，环境溫度达50多度，在此种超出额定工况范围外的溫度 运行时，空调负荷变化很大，空调的制冷、制热效果难W尽如人意。而且空调负荷变化很大 时，电子膨胀阀也无法及时响应，相对反应较慢，容易导致整个系统震荡，甚至造成部件损 坏等严重后果。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对上述在额定工况下测试得出电子膨胀阀的控制曲线难W满 足整个运行范围的过热度的标准、空调负荷变化很大时电子膨胀阀响应不及时等技术问题 提出的电子膨胀阀的控制方式。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提出一种电子膨胀阀的控制方法，包括：当室外环境 溫度（Tho-A) >43度时，根据压缩机频率变化确定电子膨胀阀的开度；当室外环境溫度 (Tho-A) < 43度时，将溫度分成不同的区段，并对每个区段设定不同的目标排气过热度线 性计算曲线，获得目标排气过热度与实际排气过热度后进行模糊控制，进而获得电子膨胀 阀的开度变换量。目标排气过热度线性计算曲线为连续曲线，保证压缩机的转数实时动态 对应特定的排气过热度，使控制结果更加精确。
[0007] 进一步的，所述区段包括第一环境溫度区段25°C《化O-A< 36°C及第二环境溫 度区段Tlio-A< 25°C，36°C《Tho-A< 43°C;制冷状态下：当 25°C《Tho-A< 36°C时，目 标排气过热度线性计算曲线函数为iSPlKTdSH) =kl*N+14.2,SPLUdSH) =k2*N+8.0， 其中，Tho-A为室外环境溫度，SPlKTdSH)为最高目标排气过热度，kl为定值，S化灯dSH) 为最低目标排气过热度，k2为定值，N为压缩机实际转数；当化O-A< 25 °C，36Tho-A < 43 °C时，目标排气过热度线性计算曲线函数为：SPH灯dSH) =k3*N+4. 5，S化灯dSH) =k4*N+0.7,其中，k3及K4为定值；制热状态下：目标排气过热度线性计算曲线函数 fk5x,~' + 4.2 N <110 'k6x,V-3.0 N < 90 为；SPH (TdSH)二^ ,SPL(TYiSH) = J ，其
[25 N>] 10 [15 N >90 中，k5及k6为定值。
[0008] 进一步的，当环境溫度> 43度时，按一定的抽样时间对压缩机实际转数进行抽 样，当一次抽样期内的实际频率变化在細ZW上时，控制电子膨胀阀的开度控制偏差DX发 生变化，所述控制偏差DX=F*Y，其中，F为定值，Y为相邻两次抽样时压缩机实际转数变化 量，且 |Y| > 6。
[0009] 进一步的，所述模糊控制中控制器的输入为排气过热度偏差E(n)(为实际排气过 热度与目标排气过热度的差值），W及所述偏差的时间变化微分DE，根据输入及模糊计算 表精确输出电子膨胀阀开度变化量。
[0010] 进一步的，所述F值的取值在制冷、制热状态下，根据室外环境溫度上升或下降， 在不同溫度区间分别设定不同的参数值。
[0011]进一步的，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] 进一步的，通过大量实验实践得出，所述对压缩机实际转数进行抽样的抽样时间 为 30s。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
[0014] 1、采用区段控制，在传统控制曲线的基础上，将运行范围进行分段，每个溫度、频 率运行范围内分别设定动态的算法曲线进行控制，结合模糊控制思想，运用不确定不精确 的模糊信息来实现精确有效的控制，当室外环境溫度灯ho-A) < 43度时，具有全工况范围 内的运行平稳、能力优化、超低溫制热效果强等优点。
[0015] 2、当室外环境溫度灯ho-A) > 43度时采用前馈控制技术，每30秒对压缩机实际 转数进行一次抽样，随时确认压缩机的频率变化并作出对应控制。负荷变化时，及时对电子 膨胀阀的开度进行倍数级的控制，能够使系统冷媒量按照实际变化情况进行及时调节，保 证了整个系统的平稳性和可靠性。
[0016] 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】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[001引图1为实施例中电子膨胀阀控制方法流程示意图；
[0019] 图2为表1中（A)区工况状态对应的排气过热度线性计算曲线图；
[0020] 图3为表1中度）区工况状态对应的排气过热度线性计算曲线图；
[0021] 图4为表1中（C)区工况状态对应的排气过热度线性计算曲线图；
[0022] 图5为表4中F值取值参考曲线图。
【具体实施方式】
[0023] 本发明提供一种电子膨胀阀的控制方法，下面结合实施例对本发明做进一步地说 明。
[0024] 参考图1，为电子膨胀阀的控制方法流程示意图，首先判断室外环境溫度，当室外 环境溫度（Tho-A) >43度时，根据压缩机频率变化确定电子膨胀阀的开度；当室外环境溫 度（Tho-A) <43度时，将溫度分成不同的区段，并对每个区段设定不同的目标排气过热度 线性计算曲线，获得目标排气过热度与实际排气过热度后进行模糊控制，进而获得电子膨 胀阀的开度变换量。
[0025] 本实施例中，所述区段控制通过模糊控制，采用模糊逻辑控制思想和不同溫度范 围对应不同的排气过热度计算曲线来实现，运用模糊信息W及全工况范围内动态的算法曲 线进行精确有效的控制，具有系统运行平稳、能力优化、超低溫制热效果强等优点。
[0026] 所述区段包括第一环境溫度区段25 °C《化O-A< 36 °C及第二环境溫度区段化O-A < 25°C，36°C《Tho-A< 43°C。将环境溫度分区段控制，分别计算对应的排气过热度计算 曲线。
[0027] 表1区段控制工作范围区分表
[0028]
[0029] 如表1所示为区段控制工作范围分区表，通过大量实验反复验证得出，在表1中 (A)、做、似区工况对应的排气过热度线性计算曲线分别如图2-4所示，在制冷状态下：当 25°(：《了11〇-4<36°(：时，目标排气过热度线性计算曲线函数为邸11灯(15巧=1^1*壯14.2， S化灯dSH) =k2*N+8.0,其中，Tho-A为室外环境溫度，SPIKTdSH)为最高目标排气过热度， kl为定值，S化灯dSH)为最低目标排气过热度，k2为定值，N为压缩机实际转数；当化O-A < 25 °C，36°C《Tho-A< 43 °C时，目标排气过热度线性计算曲线函数为：SPIKTdSH)= k3*N+4. 5，S化灯dSH) =k4*N+0. 7,其中，k3及K4为定值；在制热状态下：目标排气过热度 线性计算曲线函数为： / [ !<5 X /V + 4.2 N <110 f、^kbx.,V …3.0 N < 90 涨H巧dSH;=: J 涨L CraSH)二J 25 N >110 15 N >90 其中，k5及k6为定值，由图可知，各个区段的目标排气过热度线性计算曲线均为连续 曲线，线性调节，保证压缩机的转数对应具体的排气过热度，达到实时动态控制效果，使控 制结果更加准确。
[0030]为了匹配不同的空调机型，可W单独为特定型号机型设定更快速的达到目标过热 度，W达到更优的控制效果，所述kl-k6的参数取值范围如下：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]，本实 施例优选kl-k6 的取值分别为 0