[發明專利]一種電子膨脹閥控制系統及方法

有效

• 申請號: 201510059094.4
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN104634033B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 包艷;高峻;楊孟龍;黃少華;時艷俠;楊海燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別涉及一種電子膨脹閥控制系統，還涉及一種電子膨脹閥控制方法。

背景技術

隨著國內外經濟的發展，大型公共建筑、工廠、住宅應用越來越多，大量的場所對于冷水機組需求強勁。

人們在需求冷水機組的時候，對于產品的穩定性是基本要求之一，一般地，按照冷凝方式分，冷水機組可以分為水冷冷水機組和風冷冷水機組。無論風冷冷水機組還是水冷冷水機組，主要的控制零部件是壓縮機、膨脹閥(節流裝置)等，而膨脹閥的控制在系統穩定性方面至關重要。

傳統的膨脹閥有電子膨脹閥(EXV)、熱力膨脹閥、毛細管等，其中，電子膨脹閥EXV的控制精度高，在冷水機組的應用越來越廣泛。

電子膨脹閥EXV的控制方式主要分為以下幾種：

(1)吸氣過熱度控制，即通過在系統內設置吸氣溫度傳感器檢測吸氣溫度Ts，吸氣壓力傳感器檢測吸氣壓力Ps，由吸氣壓力Ps得到吸氣壓力對應的制冷劑飽和吸氣溫度Tss，吸氣過熱度Tts＝Ts-Tss，設定吸氣過熱度目標值，與實際的吸氣過熱度Tts作比較，從而控制電子膨脹閥EXV開度的增減。

上述的吸氣過熱度控制方法，其特點是電子膨脹閥EXV開度跟隨吸氣過熱度變化，吸氣過熱度能夠對壓縮機的狀態和系統低壓狀態反應靈敏，其缺點是當壓縮機吸氣帶液時，吸氣過熱度變化遲緩，壓縮機長期吸氣帶液極易跑油，嚴重危及壓縮機和系統可靠性，且在壓縮機啟動階段不能很好的控制電子膨脹閥EXV，更易產生吸氣帶液情況。

(2)排氣過熱度控制，即通過在系統內設置排氣溫度傳感器檢測排氣溫度Td，排氣壓力傳感器檢測排氣壓力Pd，由排氣壓力Pd得到排氣氣壓力對應的制冷劑飽和排氣溫度Tsd，排氣過熱度Ttd＝Td-Tsd，設定排氣過熱度目標值，與實際的排氣過熱度Ttd作比較，從而控制電子膨脹閥(EXV)的開度增減。

上述的排氣過熱度控制方法，其特點是電子膨脹閥EXV開度跟隨排氣過熱度變化，排氣過熱度對于壓縮機是否吸氣帶液反應靈敏，但是其缺點是當機組在啟動過程中或者加載過程中，排氣壓力變化迅速，而排氣溫度則相對滯后，特別是在壓縮機啟動的一段時間內，更易引起排氣過熱度不能正確反應壓縮機和系統狀態的情況，造成機組非正常停機的情況。

(3)液位控制，即通過控制蒸發器或冷凝器液位來控制決定電子膨脹閥(EXV)的開度增減。

上述的液位控制方法，其特點是電子膨脹閥EXV開度跟隨液位傳感器測得的液位高低變化，電子膨脹閥EXV控制無論較吸氣過熱度還是排氣過熱度都更加穩定，但是其缺點是，要在系統中增加液位傳感器，感測液位高低，無疑會帶來成本的大幅增加。一般地，除非非常重要的情況，液位控制方法是不被采用的。

在此，應該注意的是，上述涉及到本發明的背景技術，并不是傳統的技術。

發明內容

本發明結合吸氣過熱度和排氣過熱度的優點和不足，提出一種電子膨脹閥控制系統及方法，在壓縮機啟動的一段時間內，依據吸氣壓力對電子膨脹閥EXV進行控制，當達到一定條件后，進入正常運轉過程，采用吸氣和排氣共用的電子膨脹閥EXV控制方法，既解決了吸氣過熱度控制容易吸氣帶液的情況，又避免了在啟動和加載過程中排氣過熱度控制滯后的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種電子膨脹閥控制系統，包括傳感器和控制器，在蒸發器至壓縮機的管道內設置有吸氣壓力傳感器檢測吸氣壓力Ps和吸氣溫度傳感器檢測吸氣溫度Ts，在壓縮機至冷凝器的管道內設置排氣壓力傳感器檢測排氣壓力Pd和排氣溫度傳感器檢測排氣溫度Td；控制器通過傳感器采集的Ps、Ts、Pd、Td信號，作為壓縮機和電子膨脹閥控制邏輯的判斷依據；

在壓縮機啟動階段的預設時間段t1內，電子膨脹閥依據吸氣壓力Ps進行控制，直到滿足排氣過熱度大于預設值或者達到預設時間t1退出，進入到正常運轉階段；

進入正常運轉階段，壓縮機在非100％能量狀態下，電子膨脹閥依據吸氣過熱度控制，當吸氣過熱度大于預設目標值時調大EXV開度，當吸氣過熱度小于目標值時調小EXV開度，否則，EXV保持不變；壓縮機在100％能量狀態下，電子膨脹閥依據排氣過熱度控制，當排氣過熱度大于預設目標值時調大電子膨脹閥開度，當排氣過熱度小于預設目標值時調小電子膨脹閥開度，否則，電子膨脹閥保持不變。

可選地，壓縮機啟動后，電子膨脹閥的開度依據吸氣壓力Ps控制：

當Ps＞0.21MPa，電子膨脹閥的開度調小，同時壓縮機依據冷凍水溫變化加載或減載；