一种空调系统及经济器电子膨胀阀控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种空调系统及经济器电子膨胀阀控制方法，包括压缩机、室外换热器、使用侧换热器、经济器、四通阀、经济器电子膨胀阀，还包括控制单元以及分别与控制单元连接的使用侧出水温度传感器、室外温度传感器、经济器电子膨胀阀后温度传感器以及压缩机转速传感器。本发明专利技术通过采集使用侧出水温度、室外温度、经济器电子膨胀阀后温度以及压缩机转速并采用二维模糊控制器对经济器电子膨胀阀的开度进行控制，摆脱了现有技术中对过热度的依赖。本发明专利技术不依赖过热度，能够使经济器膨胀阀控制稳定，可有效提高低温制热能力，显著提升能效比，提高了对多工况的适应性。

An electronic expansion valve control method for air conditioning system and economizer

The invention discloses an air conditioning system and an economizer electronic expansion valve control method, including a compressor, an outdoor heat exchanger, a use side heat exchanger, an economizer, a four pass valve, an economizer electronic expansion valve, and a control unit and a use side water temperature sensor and an outdoor temperature sensor connected to the control unit respectively. After the electronic expansion valve, the temperature sensor and the compressor speed sensor. The invention controls the opening degree of the electronic expansion valve of the economizer by collecting the water temperature of the use side, the outdoor temperature, the temperature of the electronic expansion valve after the economizer and the rotating speed of the compressor, and using the two-dimensional fuzzy controller to get rid of the dependence on the overheat in the existing technology. The invention does not rely on overheat, and can stabilize the economic expansion valve, improve the heat capacity of low temperature, improve the energy efficiency ratio significantly, and improve the adaptability to multiple working conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种空调系统及经济器电子膨胀阀控制方法
本专利技术属于低温热泵
，具体涉及一种空调系统及经济器电子膨胀阀控制方法。
技术介绍
低环温热泵(冷水)机组在北方得到了越来越多的应用，其名义工况为外环境温度-12℃，最低工况要求外环境温度-25℃运行，低温工况为外环境温度-20℃。低环境温度引起系统制热能力及能效的剧烈衰减，为了提高低温下的制热量及能效，空调系统多采用蒸汽喷焓的压缩机来实现。其原理为在经济器前，冷媒分为AB两路，其中A路节流后进入蒸发器，对B分路的冷媒进行冷却。A分路冷媒,在经济器中吸热后变为气体进入压缩机喷气增焓口，进行再循环。B分路冷媒在经济器中被冷却降温，后经室外电子膨胀阀节流后进入室外换热器与空气进行热交换。在这个过程中，控制AB两路冷媒的量是实现系统高效运行的关键。对于电子膨胀阀的控制，现有技术中多数采用过热度、排气过热度等方式进行PID控制，如果经济器也采用过热度或排气过热度作为控制目标，则容易导致制热主膨胀阀与经济器膨胀阀发生耦合产生震荡叠加，使膨胀阀的控制难以趋于稳定，且PID参数对于多工况适应性较差。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种通过多重温度而非过热度来确定经济器控制目标值的空调系统。一种空调系统，包括压缩机、室外换热器、使用侧换热器、经济器、四通阀、经济器电子膨胀阀，所述四通阀D口与所述压缩机的排气口连接，C口与室外换热器连接，E口与所述使用侧换热器连接，S口通过气液分离器与所述压缩机连接；所述经济器的2口与使用侧换热器连接，所述经济器的4口与压缩机连接，所述经济器的1口处分为A、B两路，A路与室外换热器连接，B路通过经济器电子膨胀阀与所述经济器的3口连接；还包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的使用侧出水温度传感器、室外温度传感器、经济器电子膨胀阀后温度传感器以及压缩机转速传感器，所述使用侧出水温度传感器设置在使用侧换热器出水口处，所述经济器电子膨胀阀后温度传感器设置在经济器的3口和经济器电子膨胀阀之间；所述控制单元还与所述经济器电子膨胀阀连接。本专利技术还提供了一种不依赖过热度、能够使经济器膨胀阀控制稳定、有效提高低温制热能力、显著提升能效比的经济器电子膨胀阀控制方法。一种经济器电子膨胀阀控制方法，采用上述空调系统，包括如下步骤：S1：根据室外温度传感器测得室外环境温度T室外，根据使用侧出水温度传感器测得使用侧出水温度T出水，根据经济器电子膨胀阀后温度传感器测得经济器电子膨胀阀后温度Tin，根据压缩机转速传感器测得压缩机转速；S2：根据S1中测得的所述室外环境温度T室外、所述使用侧出水温度T出水以及所述压缩机转速数据，利用经验公式确定控制目标温度T目标；S3：根据所述经济器电子膨胀阀后温度Tin与所述控制目标温度T目标计算控制目标偏差量δT＝Tin-T目标，并将控制目标偏差变化量ΔT/dt离散为δTt-δTt-1；将所述控制目标偏差量δT和控制目标偏差变化量ΔT/dt作为输入，所述经济器电子膨胀阀的开度步数变化量U作为输出构造二维模糊控制器；S4：根据所述二维模糊控制器采用加权平均法计算经济器电子膨胀阀的开度步数变化值，之后所述控制单元根据该开度步数变化值控制所述经济器电子膨胀阀打开或关闭相应的步数。进一步地，所述步骤S2中的经验公式为：T目标＝(T出水-|T室外|-K/J)/2①；其中，公式①中的J值依据测得的压缩机转速而定，具体取值如下：1)当测得的压缩机转速0＜n≤30rps时，J＝3；2)当测得的压缩机转速30＜n≤60rps时，J＝2；3)当测得的压缩机转速60＜n≤90rps时，J＝1；其中，所述K值的控制取值为K＝A·T室外+B，所述系数A、B的值在对K值的拟合曲线进行线性化处理之后标定。进一步地，所述步骤S3中构造二维模糊控制器的方法，包括如下步骤：S31：对控制目标偏差量δT、控制目标偏差变化量ΔT/dt以及经济器电子膨胀阀的开度步数变化量U进行模糊化处理，得到控制目标偏差量δT、控制目标偏差变化量ΔT/dt以及经济器电子膨胀阀的开度步数变化量U的隶属度函数；S32：根据步骤S31中得到的隶属度函数建立模糊控制规则表。进一步地，所述步骤S31中的模糊化处理具体如下：1)根据实验经验确定控制目标偏差δT的论域为[-3,3]，离散论域为[-3,-2，-1，0,1,2，3]，量化因子KδT＝1，对应语言变量为[NB,NM，NS，ZR,PS,PM，PB]；2)确定控制目标偏差变化值ΔT/dt的论域为[-1,1]，离散论域为[-3,-2，-1，0,1,2，3]，量化因子KΔT/dt＝3，对应语言变量为[NB,NM，NS，ZR,PS,PM，PB]；3)确定电子膨胀阀开度步数变化量U控制论域为[-12,12]，离散论域为[-3,-2，-1，0,1,2，3]，量化因子KU＝0.25，对应语言变量为[GB,GM，GS，ZR,KS,KM，KB]。进一步地，所述步骤S32中的模糊控制规则表如下所示：相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、通过室外环境温度、使用侧出水温度以及压缩机转速确定经济器的控制目标温度，避免了对过热度的依赖，有效防止制热主膨胀阀与经济器膨胀阀发生耦合产生震荡叠加，使膨胀阀的控制更加稳定；2、通过控制膨胀阀后进入经济器的温度来保证经济器对压缩机中喷气增焓，从而提高系统的低温制热能力以及能效比；3、控制方法中通过在室外温度高于0℃时采用降低T目标值的方式来控制经济器喷气量，可以在保证房间的实际供暖需要的同时有效降低能耗；4、通过采用模糊控制，使膨胀阀的控制更加稳定，提高了空调系统对多工况的适应性。附图说明图1为本专利技术中空调系统的结构示意图；图2为本专利技术中二维模糊控制器的结构示意图；图3为本专利技术中K值根据实验结果的拟合曲线示意图；图4为本专利技术中K值控制取值示意图；图5为本专利技术中控制目标偏差的隶属度函数示意图；图6为本专利技术中控制目标偏差变化值的隶属度函数示意图。其中，101压缩机，102气液分离器，103四通阀，104室外换热器，105经济器电子膨胀阀，106经济器，107制热主电子膨胀阀，108制冷主电子膨胀阀，109使用侧换热器，121使用侧出水温度传感器，122室外温度传感器，123经济器电子膨胀阀后温度传感器。具体实施方式为了使专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。实施例1：一种空调系统，如图1所示，包括压缩机101、室外换热器104、使用侧换热器109、经济器106、四通阀103、经济器电子膨胀阀105、制热主电子膨胀阀107以及制冷主电子膨胀阀108，所述四通阀103的D口与所述压缩机101的排气口连接，C口与所述室外换热器104连接，E口与所述使用侧换热器109连接，S口通过气液分离器102与所述压缩机101连接；所述经济器106的2口通过制冷主电子膨胀阀108与使用侧换热器109连接，所述经济器106的4口与压缩机101连接，所述经济器106的1口处分为A、B两路，A路通过制热主电子膨胀阀107与室外换热器104连接，B路通过经济器电子膨胀阀105与所述经济器106的3口连接。还包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的使用侧出水温度传感器121、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调系统，包括压缩机、室外换热器、使用侧换热器、经济器、四通阀和经济器电子膨胀阀，其特征在于：所述四通阀D口与所述压缩机的排气口连接，C口与室外换热器连接，E口与所述使用侧换热器连接，S口通过气液分离器与所述压缩机连接；所述经济器的2口与使用侧换热器连接，所述经济器的4口与压缩机连接，所述经济器的1口处分为A、B两路，A路与室外换热器连接，B路通过经济器电子膨胀阀与所述经济器的3口连接；还包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的使用侧出水温度传感器、室外温度传感器、经济器电子膨胀阀后温度传感器以及压缩机转速传感器，所述使用侧出水温度传感器设置在使用侧换热器出水口处，所述经济器电子膨胀阀后温度传感器设置在经济器的3口和经济器电子膨胀阀之间；所述控制单元还与所述经济器电子膨胀阀连接。

【技术特征摘要】
1.一种空调系统，包括压缩机、室外换热器、使用侧换热器、经济器、四通阀和经济器电子膨胀阀，其特征在于：所述四通阀D口与所述压缩机的排气口连接，C口与室外换热器连接，E口与所述使用侧换热器连接，S口通过气液分离器与所述压缩机连接；所述经济器的2口与使用侧换热器连接，所述经济器的4口与压缩机连接，所述经济器的1口处分为A、B两路，A路与室外换热器连接，B路通过经济器电子膨胀阀与所述经济器的3口连接；还包括控制单元以及分别与所述控制单元连接的使用侧出水温度传感器、室外温度传感器、经济器电子膨胀阀后温度传感器以及压缩机转速传感器，所述使用侧出水温度传感器设置在使用侧换热器出水口处，所述经济器电子膨胀阀后温度传感器设置在经济器的3口和经济器电子膨胀阀之间；所述控制单元还与所述经济器电子膨胀阀连接。2.一种经济器电子膨胀阀控制方法，其特征在于，包括权利要求1所述的一种空调系统，具体包括如下步骤：S1：根据室外温度传感器测得室外环境温度T室外，根据使用侧出水温度传感器测得使用侧出水温度T出水，根据经济器电子膨胀阀后温度传感器测得经济器电子膨胀阀后温度Tin，根据压缩机转速传感器测得压缩机转速；S2：根据S1中测得的所述室外环境温度T室外、所述使用侧出水温度T出水以及所述压缩机转速数据，利用经验公式确定控制目标温度T目标；S3：根据所述经济器电子膨胀阀后温度Tin与所述控制目标温度T目标计算控制目标偏差量δT＝Tin-T目标，并将控制目标偏差变化量ΔT/dt离散为δTt-δTt-1；将所述控制目标偏差量δT和控制目标偏差变化量ΔT/dt作为输入，所述经济器电子膨胀阀的开度步数变化量U作为输出构造二维模糊控制器；S4：根据所述二维模糊控制器采用加权平均法计算经济器电子膨胀阀的开度步数变化值，之后所述控制单元根据该开度步数变化值控制所述经济器电子膨胀阀打开或关闭相应的步数。3.根据权利要求2所述的一种经济...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，
申请(专利权)人：四川长虹空调有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51