膨胀阀控制方法、装置和空调器与流程

1.本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种膨胀阀控制方法、装置和空调器。


背景技术：

2.空调器的膨胀阀控制需兼顾能力需求、系统稳定可靠运行，尤其是针对多联机空调。现有控制方案，调节周期固定，意味着每一次调节时长固定。如果当调节时长较短时，则阀步调节较快，系统稳定需要一定时间，管温反馈滞后，易出现过调，最终导致膨胀阀开度频繁波动，系统稳定性差；如果设置的调节周期过长，每一次调节花费较长的时长，有可能导致调节不及时。因此，现有的膨胀阀控制方式难以兼顾系统稳定性和用户体验。


技术实现要素：

3.本发明解决的问题是现有的膨胀阀控制方式难以兼顾系统稳定性和用户体验的问题。
4.为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种膨胀阀控制方法，应用于空调器，膨胀阀控制方法具有第一控制模式，在第一控制模式下，膨胀阀控制方法包括：
5.确定膨胀阀的开度调整量；
6.根据蒸发器的当前过热度确定膨胀阀的调节时长；
7.根据调节时长和开度调整量调节膨胀阀的开度。
8.在本技术实施例中，膨胀阀的调节时长并非是固定的，而是由蒸发器的当前过热度来确定，因此，由膨胀阀的调节时长和开度调整量确定的调节速率，是根据当前蒸发器的情况来确定的，能够更好地兼顾系统的稳定性和用户的体验。比如，如果当前过热度与目标过热度相差较大，则可以减小调节时长，令膨胀阀调节的节奏加快，有利于过热度达到目标过热度，满足用户的使用需求；如果当前过热度与目标过热度较为接近，则可以延长调节时长，令膨胀阀的频率放缓，减少调节的频率，减少过调情况出现，避免膨胀阀开度频繁波动，提高系统稳定性。
9.在可选的实施方式中，根据蒸发器的当前过热度确定膨胀阀的调节时长，具体包括：
10.判断蒸发器的当前过热度是否小于风险值；
11.若是，则确定膨胀阀的调节时长为第一时长；
12.否则，计算蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值的绝对值，若当前过热度与目标过热度的差值的绝对值大于第一预设值，则确定膨胀阀的调节时长为第二时长，若当前过热度与目标过热度的差值的绝对值不大于第一预设值，则确定膨胀阀的调节时长为第三时长；
13.其中，第一时长小于第二时长，第二时长小于第三时长。
14.在本实施例中，如果蒸发器的当前过热度过小，小于风险值，那么意味着冷媒气化不足，有回液风险，需要快速调节膨胀阀(减小开度)，避免回液，因此第一时长较短。而当前
过热度不小于风险值，则以蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值的绝对值来确定调节时长，如果该绝对值大，意味着当前过热度远未达到目标过热度，需要以较快的速度调节膨胀阀的开度，因此选择较短的调节时长(第二时长)；如果该绝对值较小，意味着当前过热度接近目标过热度，因此调节膨胀阀的速率应当放缓，避免过调，所以选择较长的调节时长(第三时长)。
15.在可选的实施方式中，风险值为0。
16.在可选的实施方式中，第一时长、第二时长以及第三时长满足以下关系：
17.t1＝(0.2～0.8)*t2；
18.t3＝(1.5～3)*t2；
19.其中，t1为第一时长，t2为第二时长，t3为第三时长。
20.在可选的实施方式中，第二时长为30～90s。
21.在可选的实施方式中，在第一控制模式下，确定膨胀阀的开度调整量的步骤，具体包括：
22.根据蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值确定膨胀阀的开度调整量。
23.在本实施例中，在调节时长相同的情况下，开度调整量越大，意味着膨胀阀调开度变化速率越大，过热度变化速率也会相应增大。因此根据当前过热度与目标过热度的差值来确定开度调整量，可以更好地满足用户的需求。
24.在可选的实施方式中，根据蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值确定膨胀阀的开度调整量的步骤中，蒸发器的当前过热度、目标过热度以及膨胀阀的开度调整量的关系为：
25.dp＝a*(dt-dt0)；
26.其中，dp为膨胀阀的开度调整量，dt为蒸发器的当前过热度，dt0为蒸发器的目标过热度，a为大于0的调节系数。
27.在本实施例中，如果当前过热度和目标过热度之差较大，则开度调整量也越大，能够使当前过热度快速接近目标过热度；反之如果差值较小，开度调整量也就相应减少，可以避免过调。若dt-dt0为负值，则开度调整量为负值，意味着将膨胀阀关小。
28.在可选的实施方式中，在蒸发器的当前过热度小于0的情况下，调节系数与膨胀阀的当前开度呈正相关；
29.在蒸发器的当前过热度不小于0的情况下，调节系数与|dt-dt0|呈正相关。
30.在本实施例中，如果蒸发器的当前过热度小于0，意味着冷媒蒸发不充分，需要关小膨胀阀，而膨胀阀的当前开度越大，调整同样的变化量所带来的影响越小，因此当前开度越大，越需要较大的调节系数。而当前过热度如果不小于0，属于正常情况，则调节系数与|dt-dt0|的值呈正相关，意味着当前过热度与目标过热度差距越大，调节系数越大，这样能够更好地满足用户的需求。
31.在可选的实施方式中，膨胀阀控制方法还具有第二控制模式，膨胀阀控制方法包括：
32.判断膨胀阀的开度在预设时长内的波动次数是否达到预设数量；
33.若是，则以第二控制模式控制膨胀阀，否则，以第一控制模式控制膨胀阀，其中，膨胀阀开度的一次波动包括一次增大的过程和一次减小的过程；
34.在第二控制模式下，膨胀阀控制方法包括：
35.以与第一控制模式相同的方式确定膨胀阀的开度调整量，在膨胀阀的开度调整量为正值的情况下，将膨胀阀的调节时长确定为第四时长，第四时长大于第三时长；或者，
36.确定膨胀阀的开度调整量，在膨胀阀的开度调整量为正值的情况下，膨胀阀的开度调整量相较于在第一控制模式下减小，以与第一控制模式相同的方式确定膨胀阀的调节时长。
37.在本实施例中，第二控制模式可以针对膨胀阀开度频繁调节的情况进行改善，如果膨胀阀的开度在预设时长内波动次数较多，则认为膨胀阀的调节过于频繁，因此有针对性地增长了打开膨胀阀(即开度调整量为正)的调节时长，或者，调节时长不变，减小了打开膨胀阀的调整量。这两种方式都可以将膨胀阀的打开速率放缓，有利于提高系统稳定性。而关小膨胀阀的行为不会导致回液等稳定性问题，因此，关小膨胀阀的过程所持续的时长和幅度，在第一控制模式的基础上可以不做调整。
38.第二方面，本发明提供一种膨胀阀控制装置，应用于空调器，膨胀阀控制装置包括：
39.开度确定模块，用于确定膨胀阀的开度调整量；
40.时长确定模块，用于根据蒸发器的当前过热度确定膨胀阀的调节时长；
41.调节模块，用于根据调节时长和开度调整量调节膨胀阀的开度。
42.第三方面，本发明提供一种空调器，包括控制器，控制器用于执行可执行指令以实现前述实施方式中任一项的膨胀阀控制方法。
附图说明
43.图1为本技术一种实施例中空调器的示意图；
44.图2为本技术一种实施例中膨胀阀控制方法的流程图；
45.图3为图2中步骤s200在一种实施例中的流程图；
46.图4为本技术一种实施例中膨胀阀控制装置的示意图；
47.图5为本技术一种实施例中空调器的方框示意图。
48.附图标记说明：010-空调器；100-室内机；110-室内换热器；120-室内膨胀阀；200-室外机；210-室外换热器；220-室外膨胀阀；230-压缩机；240-四通阀；300-控制器；400-存储器；500-膨胀阀控制装置；510-开度确定模块；520-时长确定模块；530-调节模块；600-总线。
具体实施方式
49.空调器，尤其是多联机空调的膨胀阀的控制需兼顾能力需求、系统稳定可靠运行。目前多联机空调的膨胀阀通常采用目标过热度控制，调节速度一般采用固定调节周期，比如60s一个调节周期，在该调节周期内将膨胀阀调节至目标开度。可见，膨胀阀每一次的调节时长是固定的，这样难以满足用户的使用体验并兼顾系统稳定性。如果设置的调节时长较短，阀步调节较快，系统稳定需要一定时间，管温的反馈滞后，易出现过调，过调后又需要回调，因此会导致膨胀阀频繁调整，开度频繁波动，不利于系统稳定性。如果调节时长设置较长，导致调节膨胀阀的速率较慢，这样又难以迅速满足用户的需求。调节幅度亦然，当幅
度过小，易导致调节不及时，调节幅度过大易出现过调，导致频繁波动。因此现有的膨胀阀控制方式不够灵活，容易出现节流噪音、系统不易稳定、用户体验不好。
50.为了改善上述现有技术中的至少一个不足之处，本技术实施例提供一种膨胀阀控制方法、装置和空调器，通过利用蒸发器的当前过热度，来确定膨胀阀的调节时长，从而兼顾系统稳定性和用户的体验。
51.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
52.图1为本技术一种实施例中空调器010的示意图。请参照图1，在本实施例中，以多联机空调为例进行介绍。空调器010包括室内机100和室外机200，室内机100设置有室内换热器110，室外机200设置有室外换热器210、四通阀240和压缩机230。本实施例中，空调器010包括膨胀阀，具体的，膨胀阀包括设置于室内机100的室内膨胀阀120和设置于室外机200的室外膨胀阀220。在制热时，室外换热器210为蒸发器(冷媒在其内蒸发、吸热)，利用室外膨胀阀220进行节流；而在制冷时，室内换热器110为蒸发器，利用室内膨胀阀120进行节流。
53.图2为本技术一种实施例中膨胀阀控制方法的流程图。本技术实施例提供的膨胀阀控制方法能够适用于上述的多联机空调。相应的，在制热时，针对室外膨胀阀220进行控制，在制冷时，针对室内膨胀阀120进行控制。当然，本技术实施例提供的膨胀阀控制方法不限于应用在多联机空调，也可以应用在普通的分体式空调。如图2所示，本技术实施例提供的膨胀阀控制方法包括确定膨胀阀的开度调整量、确定膨胀阀的调节时长以及根据调节时长和开度调整量调节膨胀阀的开度。具体的，本技术实施例的膨胀阀控制方法具有第一控制模式和第二控制模式，在第一控制模式下，膨胀阀控制方法包括：
54.步骤s100，确定膨胀阀的开度调整量；
55.步骤s200，根据蒸发器的当前过热度确定膨胀阀的调节时长；
56.步骤s300，根据调节时长和开度调整量调节膨胀阀的开度。
57.在本实施例中，蒸发器的过热度是蒸发器出口管温减去蒸发器进口管温所得，开度调整量和调节时长的确定顺序也可以同时进行，或者顺序对调。可见，在本技术实施例中，膨胀阀的调节时长并非是固定的，而是由蒸发器的当前过热度来确定，因此，由膨胀阀的调节时长和开度调整量确定的调节速率，是根据当前蒸发器的情况来确定的，能够更好地兼顾系统的稳定性和用户的体验。比如，如果当前过热度与目标过热度相差较大，则可以减小调节时长，令膨胀阀调节的节奏加快，有利于过热度达到目标过热度，满足用户的使用需求；如果当前过热度与目标过热度较为接近，则可以延长调节时长，令膨胀阀的频率放缓，减少调节的频率，减少过调情况出现，避免膨胀阀开度频繁波动，提高系统稳定性。
58.下面介绍在第一控制模式下，步骤s100可选的实现方式。
59.可选的，可以根据蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值确定膨胀阀的开度调整量。在本实施例中，在调节时长相同的情况下，开度调整量越大，意味着膨胀阀调开度变化速率越大，过热度变化速率也会相应增大。因此根据当前过热度与目标过热度的差值来确定开度调整量，可以更好地满足用户的需求。
60.具体的，蒸发器的当前过热度、目标过热度以及膨胀阀的开度调整量的关系为：dp＝a*(dt-dt0)；其中，dp为膨胀阀的开度调整量，dt为蒸发器的当前过热度，dt0为蒸发器的
目标过热度，a为大于0的调节系数。从该公式关系可以看出，如果当前过热度和目标过热度之差较大，则开度调整量也越大，能够使当前过热度快速接近目标过热度；反之如果差值较小，开度调整量也就相应减少，可以避免过调。若dt-dt0为负值，则开度调整量为负值，意味着将膨胀阀关小。
61.可以理解，蒸发器的过热度存在一个风险值，当过热度低于风险值时，意味着过热度过小，冷媒蒸发不充分，容易产生回液的问题。风险值可选为0，或者0附近的一些值。在本实施例中，调节系数a可以根据蒸发器的当前过热度来确定。比如，在一种实施例中，在蒸发器的当前过热度小于0的情况下，调节系数与膨胀阀的当前开度呈正相关；在蒸发器的当前过热度不小于0的情况下，调节系数与|dt-dt0|呈正相关。在该实施例中，如果蒸发器的当前过热度小于0，意味着冷媒蒸发不充分，需要关小膨胀阀，而膨胀阀的当前开度越大，调整同样的变化量所带来的影响越小，因此当前开度越大，越需要较大的调节系数。而当前过热度如果不小于0，属于正常情况，则调节系数与|dt-dt0|的值呈正相关，意味着当前过热度与目标过热度差距越大，调节系数越大，这样能够更好地满足用户的调温需求。
62.在本技术实施例中，从全闭到全开膨胀阀所要调整的步数根据膨胀阀的规格而定，调整一步所带来的开度调整量也根据膨胀阀的规格不同而不同。比如400步的膨胀阀调整一步，开度调整量为1/400(这里设定开度为0是全闭，开度为1是全开)，而50步的膨胀阀调整一步，开度调整量为1/50。在一个具体实施例中，当蒸发器的当前过热度小于0，则调节系数a＝1 a*p，其中p为膨胀阀当前开度，a为第一系数；当蒸发器的当前过热度不小于0，则调节系数a＝1 b*|dt-dt0|，其中b为第二系数。进一步的，若开度调整量dp以步数为单位，则根据不同膨胀阀的总步数不同，a可取[0.01，0.1]，b可取[0.5，2]。
[0063]
下面介绍在第一控制模式下，步骤s200可选的实现方式。
[0064]
图3为图2中步骤s200在一种实施例中的流程图。如图3所示，在一种可选的实施方式中，根据蒸发器的当前过热度确定膨胀阀的调节时长，具体包括：
[0065]
步骤s210，判断蒸发器的当前过热度是否小于风险值；
[0066]
若是，则执行步骤s211：确定膨胀阀的调节时长为第一时长；
[0067]
否则，执行步骤s212：计算蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值的绝对值，若当前过热度与目标过热度的差值的绝对值大于第一预设值，则确定膨胀阀的调节时长为第二时长，若当前过热度与目标过热度的差值的绝对值不大于第一预设值，则确定膨胀阀的调节时长为第三时长，其中，第一时长小于第二时长，第二时长小于第三时长。
[0068]
在本实施例中，如果蒸发器的当前过热度过小，小于风险值，那么意味着冷媒气化不足，有回液风险，需要快速调节膨胀阀(减小开度)，避免回液，因此第一时长较短。而当前过热度不小于风险值，则以蒸发器的当前过热度与目标过热度的差值的绝对值来确定调节时长，如果该绝对值大，意味着当前过热度远未达到目标过热度，需要以较快的速度调节膨胀阀的开度，以满足调温需求，因此选择较短的调节时长(第二时长)；如果该绝对值较小，意味着当前过热度接近目标过热度，因此调节膨胀阀的速率应当放缓，避免过调，所以选择较长的调节时长(第三时长)。可选的，第一预设值为1～3摄氏度，比如2摄氏度；风险值可选为0。
[0069]
在可选的实施方式中，第一时长、第二时长以及第三时长满足以下关系：t1＝(0.2～0.8)*t2；t3＝(1.5～3)*t2；其中，t1为第一时长，t2为第二时长，t3为第三时长。在可选
的实施方式中，第二时长为30～90s，比如60s。
[0070]
除了按照第一控制模式来控制膨胀阀之外，当膨胀阀的开度波动过于频繁时，还可以按照第二控制模式来控制膨胀阀。比如膨胀阀控制方法还可以包括：判断膨胀阀的开度在预设时长内的波动次数是否达到预设数量；若是，则以第二控制模式控制膨胀阀，否则，以第一控制模式控制膨胀阀。其中，膨胀阀开度的一次波动包括一次增大的过程和一次减小的过程。可选的，可以在空调器010的整个运行过程中记录膨胀阀开度的变化情况，一旦膨胀阀的开度在预设时长(比如5～20min)内出现了一定数量的波动(比如波动次数为2～5次，具体可选为3次)，则认为波动过于频繁，可以进入第二控制模式来控制膨胀阀，因此，第二控制模式可以被认为是有针对性地缓解膨胀阀频繁增减的情况。
[0071]
在第二控制模式下，膨胀阀控制方法具体可以包括以下两种方式：
[0072]
(1)以与第一控制模式相同的方式确定膨胀阀的开度调整量，在膨胀阀的开度调整量为正值的情况下，将膨胀阀的调节时长确定为第四时长，第四时长大于第三时长。比如，可以将第四时长设置为第二时长的4倍。
[0073]
(2)确定膨胀阀的开度调整量，在膨胀阀的开度调整量为正值的情况下，膨胀阀的开度调整量相较于在第一控制模式下减小，以与第一控制模式相同的方式确定膨胀阀的调节时长。可选用的一种方式为：利用与第一控制模式相同的计算方式计算出一个调整量，如果是正值，则再乘以一个大于0、小于1的系数，得到最终的开度调整量。
[0074]
可见，通过上述两种方法，都可以将打开膨胀阀的速率放缓，因此有利于在膨胀阀出现频繁反复打开、关闭的情况下，提高系统稳定性。而减小膨胀阀开度的调整行为不会导致回液等稳定性问题，甚至有时是为了避免回液才减小膨胀阀的开度，因此，在第二控制模式下，不放缓关闭膨胀阀的速率，减小膨胀阀开度所持续的调节时长和幅度，可沿用第一控制模式的方式进行计算而不做调整。
[0075]
在可选的一些实施例中，为了避免过小的开度波动导致错误地进入第二控制模式，可以限定一次开度波动中波峰和波谷的差必须大于预设步数，如果不满足该条件，即便开度有一个增加和一个减小的过程，也不算作是一次波动。该预设步数可以是5～20步。
[0076]
图4为本技术一种实施例中膨胀阀控制装置500的示意图。如图4所示，本技术实施例提供的一种膨胀阀控制装置500，包括：
[0077]
开度确定模块510，用于确定膨胀阀的开度调整量；
[0078]
时长确定模块520，用于根据蒸发器的当前过热度确定膨胀阀的调节时长；
[0079]
调节模块530，用于根据调节时长和开度调整量调节膨胀阀的开度。
[0080]
各模块实现其相应功能的具体方式可以参见前述的膨胀阀控制方法，此处不再赘述。各个模块也可以在上述基础上包含更多的功能，膨胀阀控制装置500也可以包括更多的模块，以实现本技术上述实施例提及的膨胀阀控制方法。
[0081]
图5为本技术一种实施例中空调器010的方框示意图。如图5所示，空调器010还包括存储器400和总线600，控制器300通过总线600与存储器400连接。
[0082]
控制器300可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器300可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬
件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及流程框图。
[0083]
存储器400用于存储程序，例如图4所示的膨胀阀控制装置500。膨胀阀控制装置500包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器400中或固化在空调器010的操作系统中的软件功能模块，控制器300在接收到执行指令后，执行上述程序以实现上述实施例揭示的膨胀阀控制方法。存储器400的形式可以是u盘、移动硬盘、只读存储器400(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器400(ram，random access memory)等各种可以存储程序代码的介质。在可选的一些实施例中，存储器400还可以与控制器300集成设置，例如存储器400可以与控制器300集成设置在一个芯片内。
[0084]
综上所述，在本技术实施例中，膨胀阀的调节时长并非是固定的，而是由蒸发器的当前过热度来确定，因此，由膨胀阀的调节时长和开度调整量确定的调节速率，是根据当前蒸发器的情况来确定的，能够更好地兼顾系统的稳定性和用户的体验。而本技术实施例提供的膨胀阀控制装置500以及空调器010可以实现上述的膨胀阀控制方法，因此也具有相应的有益效果。
[0085]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。