壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法技术

本发明专利技术公开了一种壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法，包括以下步骤：S1、采集压缩机的频率电信号、过热度电信号；S2、对频率电信号和过热度电信号进行处理，得到电子膨胀阀的开阀脉冲数；具体处理方法为：将压缩机的流量与频率关系用数学线性回归方程拟合为正比关系；将电子膨胀阀的流量与开阀脉冲数拟合为二次关系；令压缩机的流量与电子膨胀阀的流量相同，得出电子膨胀阀的开阀脉冲数与压缩机频率的关系式；利用过热度参数对关系式进行修正。本发明专利技术将压缩机的频率、过热度参数、电子膨胀阀开度控制步数结合起来，实现电子膨胀阀的高效控制，缩小空调系统温度变化的匹配时间，提高了空调的换热效率和节能效果。提高了空调的换热效率和节能效果。提高了空调的换热效率和节能效果。

【技术实现步骤摘要】
壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法


[0001]本专利技术属于空调节能
，具体涉及一种用于壁挂式变频空调的电子膨胀阀的节能控制方法。

技术介绍

[0002]实用可靠效率高的空调对于维持舒适的生活环境是必不可少的。家用壁挂式变频空调有着非常广阔的市场与需求，其采用更先进的控制方法实现节能目标也是目前亟待发展的重要课设之一。对于现有的壁挂式变频空调，虽然大体上满足现有生活水平的需要，在基本的功能用途方面发展也比较成熟，但是在节能控制方面依然有很多需要改进的地方。根据目前大部分文献资料显示，电子膨胀阀在家用壁挂式变频空调中的使用率并不高，但是其优越的节流控制性能却更能发挥空调蒸发器的性能，因此，研究新型的电子膨胀阀控制方法将之应用于家用变频空调中是当前非常有价值的研究内容。
[0003]现有的电子膨胀阀应用场景大多数在于大型中央空调与多联机组空调的应用中，并且大部分电子膨胀阀的控制只考虑了部分过热度的影响，采用PID等响应性能不佳的控制方式，这就造成了空调内部部分构件的工作性能冗余。本身整个空调的热交换过程是一个循环的整体，采用电子膨胀阀来进行循环系统的节流，如若只考虑过热度因素，忽略压缩机性能对流量、对整个循环系统的重要影响力，势必造成电子膨胀阀的控制与压缩机的动力性能不是完全匹配。并且，温度采集系统温差变化的滞后效应会导致压缩机运行功率的浪费，蒸发器内流量流速等不适应会导致蒸发器的效率降低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种将压缩机的频率、过热度参数、电子膨胀阀开度控制步数结合起来，实现电子膨胀阀的高效控制，缩小空调系统温度变化的匹配时间，提高了空调的换热效率和节能效果的壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法，包括以下步骤：
[0006]S1、采集变频压缩机输出的频率电信号、温度采集系统输出的过热度电信号；
[0007]S2、对频率电信号和过热度电信号进行处理，得到电子膨胀阀的开阀脉冲数；具体处理方法为：将压缩机的流量与频率关系用数学线性回归方程拟合为正比关系，关系式为：
[0008]q＝B0+B1f
[0009]其中，q为压缩机流量，f为压缩机的频率，B0、B1为拟合的多项式系数；
[0010]将电子膨胀阀的流量与开阀脉冲数拟合为如下二次关系：
[0011]Q＝A0+A1(n/100)+A2(n/100)2[0012]其中Q为电子膨胀阀的流量，n为开阀脉冲数，A0、A1、A2为多项式系数；
[0013]通过电子膨胀阀和压缩机共有的流量参数联立两者关系，流量为同一系统同一管
路上的介质，因此令压缩机的流量与电子膨胀阀的流量相同，即q＝Q；联立得出电子膨胀阀的开阀脉冲数与压缩机频率的关系式为：
[0014][0015]利用过热度参数对电子膨胀阀的开阀脉冲数与压缩机频率的关系式进行修正：空调过热度是空调蒸发温度和蒸发器出口温度的差值，过热度用T
SS
表示，计算公式用回气温度
‑
蒸发温度用T
ω
‑
T
e
表示，则有T
SS
＝T
ω
‑
T
e
；
[0016]修正后的电子膨胀阀的开阀脉冲数与压缩机频率的关系式为：
[0017][0018]其中，M、N分别为系数。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术依据循环系统的整体性，将压缩机的频率、过热度参数、电子膨胀阀开度控制步数结合起来，实现电子膨胀阀的高效控制，缩小空调系统温度变化的匹配时间，增强了电子膨胀阀控制与压缩机的动力性能匹配能力，提高了空调的换热效率和节能效果。
附图说明
[0020]图1为电子膨胀阀信号控制系统的框图；
[0021]图2为电子膨胀阀运行示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。
[0023]本专利技术将变频压缩机(直流无刷，通过变频驱动器使用PWM技术进行控制)的频率、过热度、电子膨胀阀开阀步数的联合控制方法，通过流量将变频压缩机与电子膨胀阀的开度关联起来，再引入过热度的影响因子，得到最终的开阀脉冲数。此方法可以增强空调运行时各个机构部分的匹配反应能力，提高空调主要动力源压缩机的能动效率，从而增强空调的工作效率的同时降低能耗。所述方法包括：其一，通过实验获取变频压缩机流量与频率的关系，通过数学拟合方法得到压缩机流量与频率成正比关系，并得出拟合的多项式系数B0、B1。获取电子膨胀阀流量与开阀脉冲数的关系，通过数学拟合方法得到流量与步数成二次线性关系，并得出拟合的多项式系数A0、A1、A2。由于压缩机和电子膨胀阀存在于同一系统中，压缩机的流量与电子膨胀阀的流量相匹配为最佳，两者联立得到压缩机的频率与电子膨胀阀控制的步数关系。其二，电子膨胀阀的控制原本是通过蒸发器上温度传感器所得过热度或过冷度来控制，这个过热度对于电子膨胀阀的控制有一定的参考价值，与上面压缩机频率和电子膨胀阀步数的关系二者进行联合得到最终的电子膨胀阀的开度，联合时都将是转化为电信号进行传输，可以利用控制处理器进行加权平均算法来计算。根据压缩机频率和出口过热度两者影响程度分配权重，最终确定压缩机频率，过热度，电子膨胀阀开度相互适配相互影响的一个最佳的运行方式和开度。整体的控制框图如图1所示，控制系统包括压缩机传递的频率信号部分、温度过热度采集部分、控制器处理部分。变频压缩机的频率输出为频率电信号，过热度由温度采集系统转换为过热度电信号，经过设计好的控制处理器
进行计算整合，得出一个新的电子膨胀阀开阀脉冲数。与现有技术相比，控制电子膨胀阀开度的不仅仅是过热度，而是压缩机的频率与过热度经过计算得出的最佳开阀脉冲数。其三，制冷和制热两种模式下空调运行的状态是不同的，空调运行效率制热与制冷区别很大，往往制热模式下空调能耗高但是制热效果也未必很好。此时，可以通过此方式分别调整制冷和制热时的电子膨胀阀开度来进行改善。可以通过实验得出制热模式下最合适的压缩机频率、过热度、电子膨胀阀的开度。
[0024]所述的控制处理器处理的信号分别是压缩机频率信号与过热度信号，采用的是数学加权分配权重的计算算法。此控制处理器综合压缩机频率与过热度产生最终的开阀脉冲数。
[0025]此方法的最后结果应当是：制热和制冷两种模式下，电子膨胀阀开度是关于压缩机频率和过热度(过冷度)共同影响下的最佳制冷曲线或者最佳制热曲线，由此实现电子膨胀阀的节能控制，极大的发挥蒸发器工作效力。
[0026]基于上述原理，本申请设计的壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法包括以下步骤：
[0027]S1、采集变频压缩机输出的频率电信号、温度采集系统输出的过热度电信号；
[0028]S2、对频率电信号和过热度电信号进行处理，得到电子膨胀阀的开阀脉冲数；具体处理方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.壁挂式变频空调电子膨胀阀的节能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集变频压缩机输出的频率电信号、温度采集系统输出的过热度电信号；S2、对频率电信号和过热度电信号进行处理，得到电子膨胀阀的开阀脉冲数；具体处理方法为：将压缩机的流量与频率关系用数学线性回归方程拟合为正比关系，关系式为：q＝B0+B1f其中，q为压缩机流量，f为压缩机的频率，B0、B1为拟合的多项式系数；将电子膨胀阀的流量与开阀脉冲数拟合为如下二次关系：Q＝A0+A1(n/100)+A2(n/100)2其中Q为电子膨胀阀的流量，n为开阀脉冲数，A0、A1、A2为多项式系数；通过电子膨胀阀和压缩机共有的流量参数联立两者关系，流量为同一系统同一管路上的介...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨平，孙佳宁，王丛岭，邓幸妮，郝晓红，高翔，范俊飞，
申请(专利权)人：电子科技大学柳州津晶电器有限公司，
类型：发明
国别省市：