变频空调电子膨胀阀开度控制方案分析

REFRIGERATIANANANDAIR-CONDIONIONG 31-35接收日期: 2016-04-28作者简介: 姚星，工程师，主要从事变频空调产品的研发. 通过对变频空调电子膨胀阀的开度控制方案的分析，可以说明变频空调电子膨胀阀的开度控制的基本要求以及影响开度控制的关键因素，列举几种常用的例子. 行业中的开度控制方案以及各种方案的分析该系统的优缺点表明，目标排气温度（系统的动态计算）+ PID调节控制方案是电子膨胀阀开度控制的主要研究方向. 变频空调. 关键词变频空调；电子膨胀阀过热;排气温度肛门负压阀式变频空调器姚兴文摘要介绍了EEV电子膨胀阀变频式空调器打开控制的基本原理和关键因素. 某些地方的工业替代了丹佛斯公司和anadisethevalets.com. 该研究结果表明，采用PID控制技术动态计算目标放电温度的方法是变频空调中电子膨胀阀控制的主要研究方向. 关键字FRQQUQNQC转换为s s s s s s s s适应大的性能目前，变频空调通常使用电子膨胀阀作为节流装置.

与毛细管相比，电子膨胀阀调节范围大，动作灵敏，调节精度高，稳定性和可靠性高. 它可以根据工作条件和压缩机风量的变化来调节制冷剂的质量流量，以适应​​负荷的变化. 增加性能系数. 电子膨胀阀开度控制的基本要求如下: ）快速建立系统压差，以实现空调的快速冷却和快速加热功能；）根据负荷需求，输出适当的流量以确保空调的高效运行；）阀门开度控制目标合理设置值以确保空调的可靠运行参数；）控制算法合理，可以迅速达到阀门开度控制的目标值，但需要进行调整无振动减少了空调达到设定温度所需的时间. 电子膨胀阀开度控制的影响因素1.1制冷剂质量流量给定的空调系统的制冷剂质量流量为Qm = fVp Qm为空调系统的制冷剂质量流量（kg压缩机频率（Hz Vp为压缩机气缸）体积（当气缸体积恒定时，制冷剂质量流量与压缩机频率和压缩机入口制冷剂比体积相关. 制冷剂比体积与蒸发温度相关. 当吸入过热度恒定时，蒸发量越高温度，蒸气比容较低，因此，分析制冷剂质量流量的影响因素是分析压缩机频率和蒸发温度的影响因素1.1.1压缩机频率的影响因素影响变频器频率的主要因素空调压缩机有: 越大意味着空气负荷越大在调节器中，要求压缩机的高频运行迅速降低. 随着Δt减小，空调的负荷减小. 为了在设定温度下实现稳定节能运行，需要降低频率. >

）室外温度（tw）. 制冷运行期间的tw越高，建筑负荷就越大，并且压缩机需要以高频运行. 但是，随着tw的增大，冷凝压力（pk）增大，电子控制组件的温度升高也增大. 为了保证系统和压缩机的驱动可靠性，需要降低频率；供暖运行中的tw越低，建筑负荷越高. 压缩机需要高频运行，并且随着tw的减小，电子控制组件的系统压力和温升得到改善，这适合于高频运行. ）室内风扇的转速室内风扇速度越高，用户的负载需求和对高频压缩机运行的需求就越大. 室内风扇速度越低，负载需求越低或噪音要求越高，压缩机需要低频运行. 1.1.2蒸发温度的影响因素在蒸发侧热交换面积，冷凝侧热交换面积和压缩机频率保持不变的前提下，蒸发温度的影响因素为室内和室外温度，以及室内和室外风扇的转速. 其影响如表1所示. 影响蒸发温度的因素模式影响因素室内温度室内风扇转速室外温度室外风扇转速蒸发温度冷却1.2系统运行舒适性和可靠性系统运行舒适性和可靠性要求是: )在一定压缩下机器底部过热，以避免压缩机壳体中的润滑油凝结和稀释;）蒸发器的入口具有一定的干燥度，以防止制冷剂在节流装置中闪蒸并产生气流噪音;）蒸发温度适合避免过高的蒸发温度低温引起的频繁防冻保护会影响空调的舒适度;）冷凝温度适合避免过高的冷凝温度（压力），这会影响管道压力和压缩机驱动的可靠性;）有一个合适的压缩比，避免启动过程制冷剂在节流装置上产生异常噪音，同时保证了压缩机的性能系数；）合理设置加热非稳态工况和除霜开度，以避免加热能力衰减太快或除霜不干净.

电子膨胀阀开度控制方案和特点2.1底盘开度+吸入过热调节底盘开度: 根据工作模式，在压缩机启动后的时间内分别设置室外温度和压缩机频率. 时间，进入吸气过热度调节. 吸入过热调节: 在吸入管上设置温度传感器，检测吸入温度并计算吸入过热度；根据压缩机频率划分间隔，在每个间隔中设置目标吸气过热，然后设置目标吸气过热过热程度（请参见表2）调整电子膨胀阀的开度. 对于给定的空调系统，热交换面积和风扇速度是恒定的. 随着压缩机频率的增加，系统制冷剂质量流量增加，热交换面积相对不足，并且开始出现制冷剂蒸发不完全的现象. 热定型值具有降低的趋势. 同时，压缩机在中频和高频运行期间具有较高的冷凝温度，并且排气温度趋于升高. 为避免吸入温度过高，中高频运行时的目标吸入过热度也将降低. 目标吸气过热度tSH1压缩机频率/ Hz 0〜19 20〜29 30〜39 40〜49 50〜59 60〜69 70〜79 80〜89 90〜110 tSH1 －3－3注: 吸气过热度是特定数据模型是通过实验确定的. 对于制冷和除湿模式，吸入过热偏差为SH = tS-tc1-tSH1对于制热模式空调膨胀阀调节，吸入过热偏差为SH = tS-tE-tSH1 tS是压缩机吸入温度（tc1是室内风扇盘管温度（tE是室外风扇盘管的温度（定义ΔSH= SHI-SHI-1 SHI是这次吸气过热度的偏差； SHI-1吸气过热度的偏差.

根据SHΔSH形成控制表，并定义相应区域中电子膨胀阀的开度. 根据ΔSH的绝对值，控制调整周期（时间/时间）以最终达到tSH1. 这种控制方法的优缺点如下: 优点: 吸入空气的过热有利于控制制冷剂在蒸发侧的蒸发状态，减少回液量，避免湿压缩. 缺点: 未设置初始开度，达到目标吸入过热的时间长，稳定性慢；由于传感器故障或制冷剂循环，需要三个传感器对室内风扇盘管温度，室，根据目标排气过热度（参见表3）调节电子膨胀阀的开度. 对于给定的空调系统，热交换面积和风扇速度是恒定的. 随着压缩机频率的增加，冷凝温度和排气温度都增加. 但是，由于环境温度和系统可靠性要求，冷凝温度将保持在一定水平（通常低于56），其增加程度小于排气温度的增加，这使得目标排气过热度趋于增加.

目标排气过热度tDH2压缩机频率/ Hz 0〜19 20〜29 30〜39 40〜49 50〜59 60〜69 70〜79 80〜89 90〜110 tDH2制冷和除湿28 32 35 37 39 42 44 44加热2129 33 33 38 40 40 42 43 45注意: 废气过热是特定的模型数据，由测试确定. 对于制冷和除湿模式，排气过热偏差为DH = tD-tE-tDH2对于制热模式，排气过热偏差为DH = tD-tc1-tDH2 tDH2为目标排气过热度（tD为压缩机排气温度（定义ΔDH= Dhi-DHI-1 DHI是这次排气过热度的偏差； DH-1是排气过热度的偏差空调膨胀阀调节，根据DHΔDH，开发了一个控制表来定义相应区域的绝对值并控制ΔDH的调整周期（时间/次），最终达到该控制方法tDH2的优缺点如下: 优点: 设置初始开度，有助于快速达到气门开度控制目标值；建立排气过热度度，有助于控制压缩机底部过热度，以防止制冷剂在压缩机壳体中凝结和稀释润滑油;不同压缩机频率下的调节范围设置为av oid制冷剂液体流动声是由于高温制冷工况过度开启而引起的. 缺点: 基准开度未设定度，压缩机启动后系统压差较慢，不利于空调的快速冷却和快速加热；室内风扇盘管温度，室外风扇盘管温度和排气温度需要三个温度传感器，并且该传感器有故障或由于制冷剂异常循环而导致控制失败的风险增加；蒸发侧制冷剂的蒸发状态不能直接控制. 如果过热设定不合理，将导致蒸汽过热或液体压缩；调整采用查找表的形式，很可能会导致开路过冲和排气温度波动.

2.3目标排气温度调整2.3.1基本开度+初始开度+目标排气温度调整（分配）基本开度: 根据运行状态，设置与室很广. 如表4所示，在制冷和除湿模式中，当室外温度超过42℃时，冷凝温度和电子控制部件的温度升高. 为了提高系统可靠性，压缩机频率将逐渐降低（室外风机盘管温度或电流极限），保护频率极限），目标排气温度相应降低，膨胀阀开度需要增加；当室外温度进一步升高时，如果室外用电温度为0-12 12-12-18-18 24 24至30 30至38 38至42 42至46 46到51 51 td_t 38 38 38 62 62 85 75 72 52 36 36注意: 目标排气温度是通过试验确定的特定模型数据.

室外温度-1或更低-1到4 4到10 10到14 14到17 17到20 20到24 24到28 28到33 td_t 69 74 80 80 82 79注意: 74 7 73 68 68注意: 目标排气温度为. 特定模型的数据通过实验确定. 当前室外温度下控制方案的最小允许频率更高，冷凝温度更高，并且需要进一步增加膨胀阀的开度，甚至达到最大开度. 因此，在某些高温运行条件下的目标排气温度低于室外温度. 从表5可以看出，室外排气温度低于14℃，目标排气温度趋于降低. 这是由于减少了室外的热交换，减少了室内的冷凝负荷以及冷凝温度的降低. 当室外温度高于14℃时，目标排气温度趋于降低. 这是由于室外热交换的增加，室内冷凝负荷的增加以及冷凝温度的上升. 为了提高系统可靠性，降低了压缩机频率（室内风扇盘管温度保护频率限制）. 此外，当空调在制热模式下运行且室内温度开始升高时，如果室外温度未发生变化，目标排气温度将不会被调节，但是室内温度会上升，这不可避免地导致温度变化在冷凝温度下. 仍然保持原始目标排气温度可能无法保证系统的舒适性和可靠性要求. 这种控制方法的优缺点如下: 优点: 引入参考孔和初始孔有助于快速建立系统压力差，实现空调的快速冷却和快速加热，并迅速达到阀门开度控制的目标值；气体温度由传感器控制，由传感器故障或制冷剂循环异常引起的控制故障风险小；调整的灵敏度更高，对应的速度更快.

缺点: 初始开度和目标排气温度分配没有考虑到室内温度对膨胀阀开度的影响，并且不适合实际使用中室内温度变化的工作条件；调节采用查表方式，容易引起开度过冲和排气温度波动. 2.3.2基本开度+初始开度+目标排气温度调整（线性计算）基本开度: 根据运行状态，在压缩机启动后的时间之后输入初始开度调整. 初始开度: 根据压缩机频率，室内温度，室外温度和校正值计算初始开度，并在压缩机启动时间后输入目标排气温度调节值. 目标排气温度调节: 在排气口设置温度传感器以检测排气温度；进行室内温度（tn）和室外温度tw）的组合测试（参见表6和表7），压缩机以上限频率fmax运行，确定满足系统舒适性和可靠性要求的目标排气温度td每个温度间隔；定义压缩机的最小工作频率fmin和最小目标排气温度tdmin，在fmax和tdmin目标排气温度td_t处线性内插当前压缩机频率，然后根据td和td_t之间的差值划分间隔，定义调节量每个间隔并定义气门开度的更新时间，最后达到目标排气温度. 室外温度室内温度td_t tw> 52 tn> 30 24 25 tn> 28 24

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