專利名稱：用于熱泵熱水器的電子膨脹閥控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵熱水器的自動控制，尤其是涉及用于熱泵熱水器的電子膨脹閥的控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有熱泵熱水器常年運(yùn)行エ況范圍變化大，如何有效、安全控制控制電子膨脹閥，PID調(diào)節(jié)(Proportional Integral Derivative control)方式作為常規(guī)控制手段,根據(jù)目標(biāo)過熱度和實(shí)際過熱的差值來確定電子膨脹閥每次動作閥步。然而，由于熱泵熱水器的系統(tǒng)壓カ較大，水溫變化也不均勻性，計(jì)算回氣過熱度會有震蕩產(chǎn)生，水換熱導(dǎo)致過熱度對電 子膨脹閥的動態(tài)響應(yīng)特性非線性非常強(qiáng)烈，過熱度震蕩、滯后延遲等特點(diǎn)，造成PID控制調(diào)節(jié)震蕩，容易引起系統(tǒng)失穩(wěn)，從而影響系統(tǒng)能力的發(fā)揮，影響熱泵熱水器的制熱效果，且在高壓下系統(tǒng)的可靠性難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于解決上述問題，提供一種優(yōu)化的控制方案。為此，本發(fā)明提供了一種用于熱泵熱水器的電子膨脹閥控制方法，所述電子膨脹閥設(shè)置在位于水箱和室外換熱器之間的冷媒循環(huán)回路中，所述冷媒循環(huán)回路中設(shè)置有壓縮機(jī)、室外換熱器、室內(nèi)換熱器，其特征在于，上述室內(nèi)換熱器纏繞在水箱內(nèi)壁上，水箱內(nèi)還設(shè)置有進(jìn)水溫度傳感器，壓縮機(jī)還設(shè)置有回氣溫度傳感器，室外換熱器還設(shè)置有室外盤管溫度傳感器，所述的電子膨脹閥控制方法通過控制器進(jìn)行控制，包括
實(shí)時檢測水箱中進(jìn)水水溫T水，室外環(huán)境溫度T環(huán)、室外盤管溫度T盤、壓縮機(jī)回氣溫度T回；
根據(jù)進(jìn)水溫度T水和室外環(huán)境溫度T環(huán)確定電子膨脹閥運(yùn)行范圍的閥步區(qū)域值；
每隔一段時間調(diào)節(jié)一次電子膨脹閥；電子膨脹閥的每次動作閥步數(shù)=當(dāng)前閥步X調(diào)節(jié)系數(shù)，該調(diào)節(jié)系數(shù)根據(jù)回氣過熱度SH確定，SH = T回一T盤。本發(fā)明中，根據(jù)實(shí)時進(jìn)水水溫T水和室外環(huán)境溫度T環(huán)確定電子膨脹閥運(yùn)行范圍的閥步區(qū)域值，不會造成電子膨脹閥調(diào)節(jié)閥步過度，從而卡死。根據(jù)回氣過熱度確定每次動作閥步數(shù)，每隔一段時間按照計(jì)算后的動作閥歩數(shù)，調(diào)節(jié)一次電子膨脹閥，不會造成系統(tǒng)失穩(wěn)，控制方法也更安全。另外，室內(nèi)換熱器纏繞在水箱內(nèi)壁，不但利干與水的換熱，也節(jié)省水箱空間、增加水箱的強(qiáng)度。作為進(jìn)ー步優(yōu)化，電子膨脹閥在閥步區(qū)域值的±20%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，即電子膨脹閥按以下情況運(yùn)行閥步運(yùn)行的上限=閥步區(qū)域值+閥步區(qū)域值X20%;閥步運(yùn)行的下限閥步區(qū)域值ー閥步區(qū)域值X20%;閥步運(yùn)行的下限彡目標(biāo)動作閥步彡閥步運(yùn)行的上限，該目標(biāo)動作閥步=當(dāng)前閥步+每次動作閥步數(shù)。當(dāng)然可根據(jù)需要擴(kuò)大或縮小電子膨脹閥調(diào)節(jié)范圍。為進(jìn)一歩提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，熱泵熱水器初次上電后檢測T水和T環(huán)，并應(yīng)設(shè)置電子膨脹閥的初始閥歩。另外，壓縮機(jī)啟動后，電子膨脹閥在初始閥步保持一端時間不進(jìn)行調(diào)節(jié)。同吋，兩次電子膨脹閥調(diào)節(jié)應(yīng)具有一定的時間間隔。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
來進(jìn)ー步說明本發(fā)明。
圖I為采用本發(fā)明電子膨脹閥的控制方法的熱泵熱水器的系統(tǒng) 圖2為本發(fā)明電子膨脹閥的控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。如圖I所示，該熱泵熱水器主要由壓縮機(jī)I、水箱2、室外換熱器3、室外風(fēng)機(jī)4、電子膨脹閥5、室內(nèi)換熱器7等組成，電子膨脹閥5設(shè)置在位于水箱2和室外換熱器3之間的冷媒循環(huán)回路中，室內(nèi)換熱器7纏繞在水箱2內(nèi)壁上，水箱2內(nèi)還設(shè)置有進(jìn)水溫度傳感器63用來檢測進(jìn)水水溫T水，壓縮機(jī)I還設(shè)置有回氣溫度傳感器61用來檢測壓縮機(jī)回氣溫度T回，室外換熱器3還設(shè)置有室外盤管溫度傳感器62用來檢測室外盤管溫度T盤，電子膨脹閥5由控制器(未示出)進(jìn)行控制。該熱泵熱水器中冷媒在循環(huán)回路中流向如圖中箭頭所示氣體冷媒經(jīng)壓縮機(jī)I壓縮成為高溫高壓氣體；冷媒流向水箱，通過纏繞在水箱2內(nèi)壁上的室內(nèi)換熱器7和水箱中水進(jìn)行換熱，把水加熱，同時冷媒由高溫高壓氣體變成低溫高壓的液體；冷媒經(jīng)電子膨脹閥5，節(jié)流，冷媒由低溫高壓的液體變成低溫低壓的液體；冷媒再到室外換熱器3，室外風(fēng)機(jī)4開啟，冷媒通過室外換熱器3和室外空氣換熱、吸收室外的熱量，冷媒由液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài)后回壓縮機(jī)。該實(shí)施例中，實(shí)時檢測T水、T環(huán)、T盤、T回；根據(jù)進(jìn)水溫度T水和室外環(huán)境溫度T環(huán)確定電子膨脹閥運(yùn)行范圍的閥步區(qū)域值；每隔一段時間調(diào)節(jié)一次電子膨脹閥；電子膨脹閥的姆次動作閥步數(shù)=當(dāng)前閥步X調(diào)節(jié)系數(shù),該調(diào)節(jié)系數(shù)根據(jù)回氣過熱度SH確定,SH = T回一T盤。該實(shí)施例中，電子膨脹閥閥步范圍為0 500，按以下表I確定電子膨脹閥的閥步區(qū)域值
表I\j水(で)
\15< 20< 25< 30<35 < 40< 4=5<
\T水 T水
\. T水 T水 T水 T水T水 T水 T水
\ 15 >50 \^20 <25 <30 <35^ 40 <45 炙 50
T環(huán)(V) \
27026026026025024024 0240 260 -5<T 環(huán)嗒(}350330320320310300290290310
C<Tff€ 3 0360340310290280280310 340
KTff € U43042041039037 0350SiO370400
!5<T f|-iS254 0460450430390390400420460
JS<T ifclS840340320'3203403603803801430
35く T 環(huán)客45360360360340350360380420； 480
該實(shí)施例中，電子膨脹閥的按以下情況運(yùn)行
閥步運(yùn)行的上限=閥步區(qū)域值+閥步區(qū)域值X20% ；
閥步運(yùn)行的下限閥步區(qū)域值ー閥步區(qū)域值X20% ；
閥步運(yùn)行的下限 < 目標(biāo)動作閥步< 閥步運(yùn)行的上限，該目標(biāo)動作閥歩=當(dāng)前閥步+每次動作閥步數(shù)。該實(shí)施例中，定義前閥步為上一次運(yùn)行后的目標(biāo)動作閥步，定義目標(biāo)動作閥步為當(dāng)前閥步加每次動作閥步數(shù)。如圖2所示，該實(shí)施例的操作步驟如下
步驟I :初始化，運(yùn)行動作閥步調(diào)節(jié)為O步；進(jìn)入步驟2 ；
步驟2 :初次上電后系統(tǒng)檢測T環(huán)和T 7jC,初次上電后檢測T水和T環(huán)，按上表I確定 電子膨脹閥的初始閥步；進(jìn)入步驟3 ；
步驟3 :壓縮機(jī)啟動后，電子膨脹閥在初始閥步，保持三分鐘，三分鐘內(nèi)不進(jìn)行調(diào)節(jié)；是否已達(dá)三分鐘，若不是，則轉(zhuǎn)入步驟3，繼續(xù)等待；若是，則進(jìn)入步驟4 ；
步驟4 :掃描上表1，確定電子膨脹閥的閥步區(qū)域值，計(jì)算閥步運(yùn)行的上限和閥步運(yùn)行的下限，進(jìn)入步驟5;
步驟5 :計(jì)算回氣過熱度，確定調(diào)節(jié)比例；得出每次動作閥步數(shù)，進(jìn)入步驟6 ;
步驟6 :閥步調(diào)節(jié)時間間隔是否已達(dá)lmin，若不是，則轉(zhuǎn)入步驟4，若是，則進(jìn)入步驟7 ;步驟7 :目標(biāo)動作閥步是否大于閥步運(yùn)行的上限，若是，則進(jìn)入步驟8，若不是，則進(jìn)入步驟9 ;
步驟8 :電子膨脹閥按閥步運(yùn)行的上限運(yùn)行，進(jìn)入步驟4 ;
步驟9 :目標(biāo)動作閥步是否小于閥步運(yùn)行的下限，若是，則進(jìn)入步驟10，若不是，則進(jìn)入步驟11 ；
步驟10 :電子膨脹閥按閥步運(yùn)行的下限運(yùn)行，進(jìn)入步驟4 ;
步驟11 :電子膨脹閥按目標(biāo)動作閥步運(yùn)行，進(jìn)入步驟4;
該實(shí)施例中，若前一狀態(tài)為關(guān)機(jī)，熱泵熱水器未運(yùn)行不知電子膨脹閥閥步，此表I亦用于開機(jī)前3min時電子膨脹閥按初始運(yùn)行動作閥步運(yùn)行。同時，根據(jù)T水和T環(huán)按此表I確定電子膨脹閥的閥步區(qū)域值。顯然，也可根據(jù)熱泵熱水器需要調(diào)整表格中的歩數(shù)。該實(shí)施例中，根據(jù)下表2按回氣過熱度確定調(diào)節(jié)系數(shù)
表權(quán)利要求
1.用于熱泵熱水器的電子膨脹閥控制方法，所述電子膨脹閥設(shè)置在位于水箱和室外換熱器之間的冷媒循環(huán)回路中，所述冷媒循環(huán)回路中設(shè)置有壓縮機(jī)、室外換熱器、室內(nèi)換熱器，其特征在于，上述室內(nèi)換熱器纏繞在水箱內(nèi)壁上，水箱內(nèi)還設(shè)置有進(jìn)水溫度傳感器，壓縮機(jī)還設(shè)置有回氣溫度傳感器，室外換熱器還設(shè)置有室外盤管溫度傳感器，所述的電子膨脹閥控制方法通過控制器進(jìn)行控制，包括 實(shí)時檢測水箱中進(jìn)水水溫T水，室外環(huán)境溫度T環(huán)、室外盤管溫度T盤、壓縮機(jī)回氣溫度T回； 根據(jù)進(jìn)水溫度T水和室外環(huán)境溫度T環(huán)確定電子膨脹閥運(yùn)行范圍的閥步區(qū)域值； 每隔一段時間調(diào)節(jié)一次電子膨脹閥；電子膨脹閥的每次動作閥步數(shù)=當(dāng)前閥步X調(diào)節(jié)系數(shù)，該調(diào)節(jié)系數(shù)根據(jù)回氣過熱度SH確定，SH = T回一 T盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子膨脹閥控制方法，其特征在于電子膨脹閥閥步范圍為O 500，按下表確定電子膨脹閥的閥步區(qū)域值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子膨脹閥控制方法，其特征在于電子膨脹閥的按以下情況運(yùn)行 閥步運(yùn)行的上限=閥步區(qū)域值+閥步區(qū)域值X20% ； 閥步運(yùn)行的下限閥步區(qū)域值ー閥步區(qū)域值X20% ； 閥步運(yùn)行的下限 < 目標(biāo)動作閥步< 閥步運(yùn)行的上限，該目標(biāo)動作閥歩=當(dāng)前閥步+每次動作閥步數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子膨脹閥控制方法，其特征在于初次上電后檢測T水和T環(huán)，按該表確定電子膨脹閥的初始閥步。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子膨脹閥控制方法，其特征在于壓縮機(jī)啟動后，電子膨脹閥在初始閥步保持三分鐘，三分鐘內(nèi)不進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子膨脹閥控制方法，其特征在于兩次電子膨脹閥調(diào)節(jié)的時間間隔為I分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子膨脹閥控制方法，其特征在于根據(jù)下表按回氣過熱度確定調(diào)節(jié)系數(shù)
全文摘要
用于熱泵熱水器的電子膨脹閥控制方法，實(shí)時檢測水箱中進(jìn)水水溫T水，室外環(huán)境溫度T環(huán)、室外盤管溫度T盤、壓縮機(jī)回氣溫度T回；根據(jù)進(jìn)水溫度T水和室外環(huán)境溫度T環(huán)確定電子膨脹閥運(yùn)行范圍的閥步區(qū)域值；每隔一段時間調(diào)節(jié)一次電子膨脹閥；電子膨脹閥的每次動作閥步數(shù)＝當(dāng)前閥步×調(diào)節(jié)系數(shù)，該調(diào)節(jié)系數(shù)根據(jù)回氣過熱度SH確定，SH＝T回—T盤。采用該控制方法的熱泵熱水器，其系統(tǒng)更加穩(wěn)定，控制也更安全。
文檔編號F24H9/20GK102645026SQ20121011990
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者鄭堅(jiān)江, 陳紅, 龔衛(wèi)強(qiáng) 申請人:寧波奧克斯空調(diào)有限公司