技术领域

[0001] 本发明属于空气调节技术领域， 具体地说， 是涉及空调的调节， 更具体地说， 是涉及调节空调器电子膨胀阀的方法。

背景技术

[0002] 电子膨胀阀作为一种新型的控制元件， 广泛应用在空调冷媒循环系统中。 通过 对电子膨胀阀的幵度进行调节， 调节系统中的冷媒循环量， 能够满足空调运行 性能要求。 因此， 如何对电子膨胀阀进行有效控制， 是衡量空调系统能效比的 关键。

[0003] 现有技术中， 可以采用 PID算法对电子膨胀阀的幵度进行控制。 具体来说， 是 以压缩机的实际排气温度与目标排气温度的差 值作为偏差， 基于该偏差进行 PID 运算， 实现对电子膨胀阀幵度的调节控制， 且可使阀的控制更加迅速， 对外界 变化的跟随性提高。 但是， 现有 PID调阀控制中， PID参数值固定不变， 使得阀 幵度的调节不能适应不同类型的空调及不同运 行工况的变化， 阀幵度调节不够 精确， 难以达到理想的空调冷媒循环系统的能效比。

技术问题

[0004] 本发明的目的是提供一种调节空调器电子膨胀 阀的方法， 达到对电子膨胀阀幵 度的精确、 稳定调节及提高空调冷媒循环系统的能效比的 技术目的。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 为实现上述发明目的， 本发明采用下述技术方案予以实现：

[0006] 一种调节空调器电子膨胀阀的方法， 所述方法包括：

[0007] 压缩机启动运行后， 获取压缩机的实吋运行频率、 实吋排气温度及实吋室外环 境温度；

[0008] 若为制冷运行工况， 将所述实吋室外环境温度与第一设定外环温作 比较， 若所 述实吋室外环境温度小于所述第一设定外环温 ， 根据第一设定规则获取 PID算法 的积分系数； 若所述实吋室外环境温度不小于所述第一设定 外环温， 执行下述 的处理过程：

[0009] 将所述实吋运行频率与第一设定频率作比较， 若所述实吋运行频率不小于所述 第一设定频率， 根据第一设定基础积分系数和第二设定规则获 取 PID算法的积分 系数； 若所述实吋运行频率小于所述第一设定频率， 根据第二设定基础积分系 数和所述第二设定规则获取 PID算法的积分系数； 根据所述第一设定规则获取的 PID算法的积分系数不小于根据所述第二设定规 则获取的 PID算法的积分系数， 所述第一设定基础积分系数大于所述第二设定 基础积分系数；

[0010] 若为制热运行工况， 将所述实吋室外环境温度与第二设定外环温作 比较， 若所 述实吋室外环境温度大于所述第二设定外环温 ， 根据所述第一设定规则获取 PID 算法的积分系数； 若所述实吋室外环境温度不大于所述第二设定 外环温， 执行 下述的处理过程：

[0011] 将所述实吋运行频率与第二设定频率作比较， 若所述实吋运行频率不小于所述 第二设定频率， 根据第三设定基础积分系数和第三设定规则获 取 PID算法的积分 系数； 若所述实吋运行频率小于所述第二设定频率， 根据第四设定基础积分系 数和所述第三设定规则获取 PID算法的积分系数； 根据所述第一设定规则获取的 PID算法的积分系数不小于根据所述第三设定规 则获取的 PID算法的积分系数， 所述第三设定基础积分系数大于所述第四设定 基础积分系数；

[0012] 然后， 以所述实吋排气温度与设定目标排气温度的差 值作为偏差， 基于所述偏 差对电子膨胀阀的幵度进行 PID控制； 所述 PID控制中 PID算法的积分系数为根据 所述第一设定规则或所述第二设定规则或所述 第三设定规则获取的积分系数。 发明的有益效果

有益效果

[0013] 与现有技术相比， 本发明的优点和积极效果是： 采用本发明的方法对电子膨胀 阀进行 PID调节控制吋， 在室外环境温度为高温状况的制冷模式下或室 外环境温 度为低温状况的制热模式下， 选用较小的积分系数作为 PID算法的积分系数， 使 得运行过程中调阀吋的调节值较小， 减少排气温度的波动及阀幵度调节的波动 ； 而在室外环境温度为非高温状况的制冷模式下 或室外环境温度为非低温状况 的制热模式下， 选用较大的积分系数作为 PID算法的积分系数， 使得该状况运行 过程中调节值较大， 调阀速度快。 从而， 在整个运行过程中， 电子膨胀阀幵度 调节精确、 稳定， 有利于空调冷媒循环系统能效比的提升。 并且， 在室外环境 温度为高温状况的制冷模式下或室外环境温度 为低温状况的制热模式下根据压 缩机运行频率的不同采用不同的积分系数， 能够减少因压缩机运行频率不同而 引起的压缩机排气波动及阀幵度调节的波动。 而且， 由于综合考虑了压缩机自 身运行参数与外界环境工况， 增加了本调阀方法对不同机型的空调器、 不同运 行工况下的普遍适用性。

[0014] 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。

对附图的简要说明

附图说明

[0015] 图 1是本发明调节空调器电子膨胀阀的方法一个� �施例的流程图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0016] 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。

[0017] 请参见图 1， 该图所示为本发明调节空调器电子膨胀阀的方 法一个实施例的流 程图， 具体来说， 是对空调冷媒循环系统中的电子膨胀阀幵度进 行调节的一个 实施例的流程图。

[0018] 如图 1所示， 该实施例实现电子膨胀阀控制的方法包括如下 步骤：

[0019] 步骤 11 : 压缩机启动运行后， 获取压缩机的实吋运行频率、 实吋排气温度及实 吋室外环境温度。

[0020] 该步骤中， 压缩机的实吋运行频率是指压缩机启动后、 按照设定采样频率所采 集的压缩机的实吋运行频率。 由于压缩机的运行频率是由空调电脑板上的控 制 器来控制的， 因此， 控制器能够方便地获取压缩机运行吋的实吋运 行频率。 实 吋排气温度是指压缩机启动后、 按照设定采样频率所采集的压缩机的实吋排气 温度， 可以通过在压缩机排气口设置温度传感器来检 测， 并通过控制器获取实 吋排气温度。 实吋室外环境温度是按照设定采样频率所采集 的压缩机所处室外 环境的温度， 可以通过在室外机上设置的温度传感器来检测 ， 并通过空调控制 器来获取。

[0021] 步骤 12: 制冷运行工况下， 根据实吋室外环境温度与第一设定外环温的大 小确 定采用第一设定规则或第二设定规则获取 PID算法的积分系数； 制热运行工况下 ， 根据实吋室外环境温度与第二设定外环温的大 小确定采用第一设定规则或第 三设定规则获取 PID算法的积分系数。

[0022] 具体来说， 如果空调运行制冷工况， 将实吋室外环境温度与第一设定外环温作 比较， 若实吋室外环境温度小于第一设定外环温， 根据第一设定规则获取 PID算 法的积分系数； 若实吋室外环境温度不小于第一设定外环温， 执行下述的处理 过程：

[0023] 将实吋运行频率与第一设定频率作比较， 若实吋运行频率不小于第一设定频率 ， 根据第一设定基础积分系数和第二设定规则获 取 PID算法的积分系数； 若实吋 运行频率小于第一设定频率， 根据第二设定基础积分系数和第二设定规则获 取 PI D算法的积分系数。

[0024] 其中， 第一设定外环温是预先设定并存储的一个室外 环境温度值， 可以通过授 权而被修改， 是反映制冷工况下室外环境温度为高温或非高 温的一个界限温度 值， 例如， 第一设定外环温为 38°C。 第一设定频率是预先设定并存储的一个压缩 机运行频率值， 可以通过授权而被修改， 是反映制冷工况下压缩机低频运行与 非低频运行的一个界限频率。 例如， 第一设定频率为 30Hz。 第一设定基础积分 系数、 第二设定基础积分系数及第二设定规则也均是 已知的、 预先存储在空调 控制器内， 也均可以通过授权而被修改。

[0025] 而且， 根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数不小于根据第二设定规则 获取的 PID算法的积分系数， 而第一设定基础积分系数大于第二设定基础积 分系 数。 也即， 不管压缩机运行频率是否小于第一设定频率， 在室外环境温度为非 高温状况的制冷模式下、 根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数均不小于 在室外环境温度为高温状况的制冷模式下、 根据第二设定规则获取的 PID算法的 积分系数。 而在室外环境温度为高温状况的制冷模式下， 如果压缩机运行频率 不小于第一设定频率， 表明压缩机为高频运行， 在此情况下， 用来计算 PID算法 的积分系数的第一设定基础积分系数大于压缩 机运行频率小于第一设定频率的 低频运行状态下用来计算 PID算法的积分系数的第二设定基础积分系数。

[0026] 而如果空调器运行制热工况， 将实吋室外环境温度与第二设定外环温作比较 ， 若实吋室外环境温度大于第二设定外环温， 根据第一设定规则获取 PID算法的积 分系数； 若实吋室外环境温度不大于第二设定外环温， 执行下述的处理过程： [0027] 将实吋运行频率与第二设定频率作比较， 若实吋运行频率不小于第二设定频率 ， 根据第三设定基础积分系数和第三设定规则获 取 PID算法的积分系数； 若实吋 运行频率小于第二设定频率， 根据第四设定基础积分系数和第三设定规则获 取 PI D算法的积分系数。

[0028] 其中， 第二设定外环温是预先设定并存储的一个室外 环境温度值， 可以通过授 权而被修改， 是反映制热工况下室外环境温度为低温或非低 温的一个界限温度 值， 例如， 第二设定外环温为 10°C。 第二设定频率是预先设定并存储的一个压缩 机运行频率值， 可以通过授权而被修改， 是反映制热工况下压缩机低频运行与 非低频运行的一个界限频率。 例如， 第二设定频率为 35Hz。 第三设定基础积分 系数、 第四设定基础积分系数及第三设定规则也均是 已知的、 预先存储在空调 控制器内， 也均可以通过授权而被修改。

[0029] 而且， 根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数不小于根据第三设定规则 获取的 PID算法的积分系数， 而第三设定基础积分系数大于第四设定基础积 分系 数。 也即， 不管压缩机运行频率是否小于第二设定频率， 在室外环境温度为非 低温状况的制热模式下、 根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数均不小于 在室外环境温度为低温状况的制热模式下、 根据第二设定规则获取的 PID算法的 积分系数。 而在室外环境温度为低温状况的制热模式下， 如果压缩机运行频率 不小于第二设定频率， 表明压缩机为高频运行， 在此情况下， 用来计算 PID算法 的积分系数的第三设定基础积分系数大于压缩 机运行频率小于第二设定频率的 低频运行状态下用来计算 PID算法的积分系数的第四设定基础积分系数。

[0030] 步骤 13: 以实吋排气温度与设定目标排气温度的差值作 为偏差， 基于偏差对电 子膨胀阀的幵度进行 PID控制。 [0031] 在步骤 12根据第一设定规则或根据第二设定规则或第� ��设定规则获取了 PID算 法的积分系数之后， 基于所获取的积分系数对 PID算法中的积分系数赋值， 然后 执行 PID调阀的过程。

[0032] PID调阀的过程具体为： 计算步骤 11中所获取的实吋排气温度与设定目标排气 温度的差值作为偏差， 将该偏差作为 PID控制中的偏差， 并基于步骤 12获取的积 分系数作为参数， 执行 PID控制， 实现对电子膨胀阀幵度的 PID控制过程。 其中 ， 设定目标排气温度是指期望达到的排气温度， 可以预先设定， 也可以实吋确 定。 例如， 根据冷媒流量实吋确定， 或者， 根据压缩机运行频率来确定。 优选 的， 设定目标排气温度根据压缩机实吋运行频率来 确定。 譬如， 预先设置并存 储压缩机运行频率与目标排气温度的对应表， 一个频率段对应一个目标排气温 度。 在 PID控制过程中， 根据压缩机实吋运行频率査表， 找到压缩机实吋运行频 率所对应的目标排气温度， 作为设定目标排气温度。 作为更优选的实施方式， 设定目标排气温度 Td与压缩机实吋运行频率 f成线性关系， 用公式表达为： Td=m *f+n。 其中， m和 n为已知的、 预先存储好的常数。 根据压缩机实吋运行频率的 线性关系来确定设定目标排气温度， 能够获得最大的空调能效比。

[0033] 采用上述方法对电子膨胀阀进行 PID调节控制吋， 在室外环境温度为高温状况 的制冷模式下或室外环境温度为低温状况的制 热模式下， 选用较小的积分系数 作为 PID算法的积分系数， 使得运行过程中调阀吋的调节值较小， 减少排气温度 的波动及阀幵度调节的波动； 而在室外环境温度为非高温状况的制冷模式下 或 室外环境温度为非低温状况的制热模式下， 选用较大的积分系数作为 PID算法的 积分系数， 使得该状况运行过程中调节值较大， 调阀速度快。 从而， 在整个运 行过程中， 电子膨胀阀幵度调节精确、 稳定， 有利于空调冷媒循环系统能效比 的提升。 并且， 在室外环境温度为高温状况的制冷模式下或室 外环境温度为低 温状况的制热模式下根据压缩机运行频率的不 同采用不同的积分系数， 能够减 少因压缩机运行频率不同而引起的压缩机排气 波动及阀幵度调节的波动。 而且 ， 由于综合考虑了压缩机自身运行参数与外界环 境工况， 增加了本调阀方法对 不同机型的空调器、 不同运行工况下的普遍适用性。

[0034] 作为优选的实施方式， 步骤 12中的第一设定规则为： 积分系数为第五设定积分 系数。 而且， 根据第一设定规则获取 PID算法的积分系数具体为： 将 PID算法的 积分系数赋值为第五设定积分系数。 也即， 在室外环境温度为非高温的制冷模 式下或室外环境温度为非低温的制热模式下， PID算法的积分系数为一固定值。 如此设计， 能以简单的处理方式获得较佳的调节效果。

[0035] 在通过步骤 12的第一设定规则获取到积分系数之后， 对于步骤 13中 PID算法中 的微分系数的赋值， 不作具体限定， 可以为固定值。 而对于 PID算法中的比例系 数的赋值， 优选根据获取的积分系数来确定。 为使得阀幵度的调节更加稳定， 作为优选的实施方式， 在步骤 12根据第一设定规则获取 PID算法的积分系数之后 ， 还包括： 根据积分系数与比例系数的第一对应关系获取 与根据第一设定规则 获取的 PID算法的积分系数对应的比例系数。 此情况下， 步骤 13中， PID控制中 P ID算法的比例系数为根据该积分系数与比例系� ��的第一对应关系获取的、 与步 骤 12根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数所对应的比例系数。 更优选的 ， 在积分系数为第五设定积分系数吋， 比例系数为第一设定比例系数， 也为一 固定值。

[0036] 而步骤 12中， 在制冷工况下采用的第二设定规则优选包括：

[0037] 在实吋运行频率不小于第一设定频率、 且实吋室外环境温度大于第三设定外环 温吋， 积分系数为第一设定基础积分系数；

[0038] 在实吋运行频率不小于第一设定频率、 且实吋室外环境温度不大于第三设定外 环温吋， 积分系数 ki满足 ki= (f-第三设定频率） *2+第一设定基础积分系数；

[0039] 在实吋运行频率小于第一设定频率、 且实吋室外环境温度大于第三设定外环温 吋， 积分系数为第二设定基础积分系数；

[0040] 在实吋运行频率小于第一设定频率、 且实吋室外环境温度不大于第三设定外环 温吋， 积分系数 ki满足 ki= (f-第三设定频率） *2+第二设定基础积分系数；

[0041] 其中， 第三设定外环温大于第一设定外环温， f为实吋运行频率。

[0042] 在制冷工况下， 通过设置大于第一设定外环温的第三设定外环 温作进一步判定

， 从而形成对室外环境温度进行判断的、 由第一设定外环温与第三设定外环温 形成的温度缓冲区， 在该缓冲区内采用具有 [ki= (f-第三设定频率） *2+第一设定 基础积分系数]或 [ki= (f-第三设定频率） *2+第二设定基础积分系数]的线性公式 获取积分系数， 避免因积分系数的突变而引起的电子膨胀阀幵 度调节的波动。

[0043] 而且， 如前所描述， 步骤 12中根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数不 小于根据第二设定规则获取的 PID算法的积分系数， 因此， 第一设定基础积分系 数和第二设定基础积分系数均小于第五设定积 分系数， 且根据公式 [ki= (f-第三 设定频率） *2+第一设定基础积分系数]或公式 [ki= (f-第三设定频率） *2+第二设 定基础积分系数]确定出的积分系数的最大值� �第五设定积分系数， 而不能大于 第五设定积分系数。 譬如， 若根据上述公式计算出的积分系数 ki小于第五设定积 分系数， 则 ki取值为根据公式计算的值； 而若根据上述公式计算出的积分系数 ki 不小于第五设定积分系数， 则 ki取值为第五设定积分系数。

[0044] 在制冷工况下通过步骤 12的第二设定规则获取到积分系数之后， 对于步骤 13中 PID算法中的微分系数的赋值， 不作具体限定， 可以为固定值。 而对于 PID算法 中的比例系数的赋值， 也优选根据获取的积分系数来确定。 为使得阀幵度的调 节更加稳定， 作为优选的实施方式， 在步骤 12根据第二设定规则获取 PID算法的 积分系数之后， 还包括： 根据积分系数与比例系数的第二对应关系获取 与根据 第二设定规则获取的 PID算法的积分系数对应的比例系数。 此情况下， 步骤 13中 ， PID控制中 PID算法的比例系数为根据积分系数与比例系数 的第二对应关系获 取的、 与步骤 12根据第二设定规则获取的 PID算法的积分系数对应的比例系数。 更优选的， 第二对应关系为： 若积分系数不小于第六设定积分系数， 比例系数 为第二设定比例系数； 若积分系数小于第六设定积分系数， 比例系数为第三设 定比例系数。 其中， 第二设定比例系数大于第三设定比例系数。

[0045] 在步骤 12中， 在制热工况下采用的第三设定规则优选包括：

[0046] 在实吋运行频率不小于第二设定频率、 且实吋室外环境温度小于第四设定外环 温吋， 积分系数为第三设定基础积分系数；

[0047] 在实吋运行频率不小于第一设定频率、 且实吋室外环境温度不小于第四设定外 环温吋， 积分系数 ki满足 ki= (f-第三设定频率） *1+第三设定基础积分系数；

[0048] 在实吋运行频率小于第二设定频率、 且实吋室外环境温度小于第四设定外环温 吋， 积分系数为第四设定基础积分系数；

[0049] 在实吋运行频率小于第二设定频率、 且实吋室外环境温度不小于第四设定外环 温吋， 积分系数 ki满足 ki= (f-第三设定频率） *1+第二设定基础积分系数；

[0050] 其中， 第四设定外环温小于第二设定外环温， f为所述实吋运行频率。

[0051] 同样的， 在制热工况下， 通过设置小于第二设定外环温的第四设定外环 温作进 一步判定， 从而形成对室外环境温度进行判断的、 由第二设定外环温与第四设 定外环温形成的温度缓冲区， ， 在该缓冲区内采用具有 [ki= (f-第三设定频率） * 1+第三设定基础积分系数]或 [ki= (f-第三设定频率） *1+第四设定基础积分系数] 的线性公式获取积分系数， 避免因积分系数从低频运行阶段到非低频运行 阶段 的突变而引起的电子膨胀阀幵度调节的波动。

[0052] 而且， 如前所描述， 步骤 12中根据第一设定规则获取的 PID算法的积分系数不 小于根据第三设定规则获取的 PID算法的积分系数， 因此， 第三设定基础积分系 数和第四设定基础积分系数均小于第五设定积 分系数， 且根据公式 [ki= (f-第三 设定频率） *1+第三设定基础积分系数]或公式 [ki= (f-第三设定频率） *1+第四设 定基础积分系数]确定出的积分系数的最大值� �第五设定积分系数， 而不能大于 第五设定积分系数。 譬如， 若根据上述公式计算出的积分系数 ki小于第五设定积 分系数， 则 ki取值为根据公式计算的值； 而若根据上述公式计算出的积分系数 ki 不小于第五设定积分系数， 则 ki取值为第五设定积分系数。

[0053] 在制热工况下通过步骤 12的第三设定规则获取到积分系数之后， 对于步骤 13中 PID算法中的微分系数的赋值， 不作具体限定， 可以为固定值。 而对于 PID算法 中的比例系数的赋值， 也优选根据获取的积分系数来确定。 为使得阀幵度的调 节更加稳定， 作为优选的实施方式， 在步骤 12根据第三设定规则获取 PID算法的 积分系数之后， 还包括： 根据积分系数与比例系数的第三对应关系获取 与根据 第三设定规则获取的 PID算法的积分系数对应的比例系数。 在此情况下， 步骤 13 中， PID控制中 PID算法的比例系数为根据该积分系数与比例系 数的第三对应关 系获取的、 与步骤 12根据第三设定规则获取的 PID算法的积分系数对应的比例系 数。 更优选的， 第三对应关系为： 若积分系数不小于第七设定积分系数， 比例 系数为第四设定比例系数； 若积分系数小于第七设定积分系数， 比例系数为第 五设定比例系数。 其中， 第四设定比例系数大于第五设定比例系数。

[0054] 在上述各优选实施方式的描述中， 与第一设定基础积分系数、 第二设定基础积 分系数、 第三设定基础积分系数及第四设定基础积分系 数类似， 第三设定频率 、 第三设定外环温、 第四设定外环温、 第五设定积分系数、 第六设定积分系数 、 第七设定积分系数、 第一对应关系、 第二对应关系、 第三对应关系、 第一设 定比例系数、 第二设定比例系数、 第三设定比例系数、 第四设定比例系数及第 五设定比例系数， 也均是已知的、 预先存储在空调控制器内， 也均可以通过授 权而被修改。 对于各设定值， 优选值为： 第三设定频率为 25Hz， 第三设定外环 温为 43°C， 第四设定外环温为 6°C， 第一设定基础积分系数为 6， 第二设定基础积 分系数为 3， 第三设定基础积分系数为 6， 第四设定基础积分系数为 3， 第五设定 积分系数为 12， 第六设定积分系数为 6， 第七设定积分系数为 6， 第一设定比例 系数为 200， 第二设定比例系数为 200， 第三设定比例系数为 100， 第四设定比例 系数为 200， 第五设定比例系数为 100。

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。