СПОСОБ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО РАСШИРИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА И ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
CONTROL METHOD AND DEVICE FOR ELECTRONIC EXPANSION VALVE AND REFRIGERATING UNIT

Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент КНР №201611141505.5, поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности КНР 12 декабря 2016 г., все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области кондиционеров и, более конкретно, к способу управления и устройству управления для электронного расширительного клапана, а также к холодильной установке.
Предпосылки создания изобретения
Дросселирующая структура, обычно используемая в холодильной установке, включает в себя диафрагмы, терморегулирующие клапаны, электронные расширительные клапаны и т.п. Из-за различных принципов работы, диафрагмы и терморегулирующие клапаны не подходят для использования в затопленном испарителе и испарителе с падающей пленкой жидкости. Для холодильной установки с затопленным испарителем или испарителем с падающей пленкой жидкости в качестве дросселирующей структуры обычно используется электронный расширительный клапан, который может обеспечивать высокую точность и почти линейное управление подачей хладагента. Способ управления обычно заключается в поддержании перегрева на нагнетании компрессора в определенном диапазоне.
Однако существуют недостатки использования перегрева на нагнетании в качестве объекта управления. Когда условия работы различны, соответствующие нагрузки компрессора различны, и оптимальное целевое значение перегрева на нагнетании сильно варьируется, в результате чего оптимальная подача хладагента в испаритель не может быть реализована, а производительность испарителя не может быть полностью использована.
Сущность изобретения
Формы осуществления настоящего изобретения направлены на решение по меньшей мере одной из существующих в предшествующем уровне техники проблем, и таким образом обеспечивают способ управления и устройство управления для электронного расширительного клапана, и холодильную установку. Регулированием степени открытия электронного расширительного клапана, оптимальное количество жидкости подается в испаритель, разность температур Тр на конце испарителя сводится к минимуму, чтобы максимально использовать теплопередающую способность испарителя.
Техническое решение настоящего изобретения, решающее вышеуказанные технические проблемы, заключается в следующем. Предложен способ управления электронным расширительным клапаном, включающий:
этап 1, получение разности температур Тр на конце испарителя;
этап 2, сравнение разности температур Тр с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя, чтобы получить разность ΔТр между разностью температур Тр и уставкой управления Ts;
этап 3, определение необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана в соответствии с соотношением между разностью ΔТр и заданным значением отклонения; и
этап 4, управление степенью открытия электронного расширительного клапана для ее регулирования до необходимого значения степени открытия.
Полезные эффекты форм осуществления настоящего изобретения состоят в следующем. Путем определения в реальном времени значения разности температур Тр на конце испарителя, сравнения значения Тр в реальном времени с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя и увеличения степени открытия клапана, если разность ΔТр между разностью температур Тр и уставкой управления Ts больше допустимого отклонения, и уменьшение степени открытия клапана, если разность меньше допустимого отклонения, изменение степени открытия электронного расширительного клапана может быть отрегулировано, и, таким образом, оптимальное количество жидкости подается в испаритель, разность температур Тр на конце испарителя сводится к минимуму, чтобы максимально использовать теплопередачу испарителя.
На основании вышеупомянутых технических решений настоящее изобретение предусматривает также следующие модификации.
Перед этапом 1 способ дополнительно включает в себя: этап 5, получения температуры воды на выходе Tout и давления испарения Ре испарителя, преобразования давления испарения Ре в температуру испарения Те и определения разности между температурой воды на выходе Tout и температурой испарения Те в качестве разности температур Тр.
Далее, после этапа 3, способ дополнительно включает в себя:
этап 6, получение температуры всасывания Tsuc компрессора;
этап 7, определение перегрева на всасывании Sh компрессора в соответствии с температурой на всасывании Tsuc и температурой испарения Те; и
этап 8, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и определение необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана для выполнения этапа 4, когда температура испарения Те, перегрев на всасывании Sh и текущее значение степени открытия электронного расширения клапан удовлетворяют соответствующим первым заданным условиям.
Полезные эффекты вышеуказанных дополнительных форм осуществления настоящего изобретения состоят в следующем. Путем определения степени переохлаждения конденсатора и использования разности температур теплообмена и степени переохлаждения в качестве параметров управления можно полностью использовать испаритель без чрезмерного открытия клапана.
Кроме того, когда по меньшей мере одно из температуры испарения Те, перегрева на всасывании Sh и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему первому заданному условию (условиям), способ дополнительно включает в себя:
этап 9, получение температуры нагнетания Tdis компрессора и давления конденсации Рс конденсатора и преобразование давления конденсации Рс в температуру конденсации Тс;
этап 10, определение перегрева на нагнетании компрессора DSh в соответствии с температурой нагнетания Tdis и давлением конденсации Рс; а также
этап 11, после того как компрессор работает в течение первого интервала времени, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и определение необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана для выполнения этапа 4, если перегрев на нагнетании DSh и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяет соответствующим вторым заданным условиям.
Полезные эффекты вышеуказанной дополнительной формы осуществления настоящего изобретения состоят в следующем. Путем определения степени переохлаждения конденсатора и использования разности температур теплообмена и степени переохлаждения в качестве параметров управления можно полностью использовать испаритель без чрезмерного открытия клапана.
Кроме того, когда по меньшей мере одно из перегрева на нагнетании DSh и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему второму заданному условию (условиям), способ дополнительно включает в себя:
этап 12, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и определение необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана для выполнения этапа 4, когда температура испарения Те и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяют соответствующим третьим заданным условиям.
Полезные эффекты вышеуказанной дополнительной формы осуществления настоящего изобретения состоят в том, чтобы во время работы водоохладительной установки предотвратить слишком высокую температуру испарения, которая находится за пределами рабочего диапазона компрессора.
Кроме того, когда по меньшей мере одно из температуры испарения Те и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему третьему заданному условию (условиям), способ дополнительно включает:
этап 13, определение температуры воды на выходе Tout, давления испарения Ре и нагрузки в течение заданного интервала времени t с заданным периодом времени Т, и если температура воды на выходе Tout, давление испарения Ре и нагрузка удовлетворяют соответствующим четвертым заданным условиям, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и регулирование степени открытия электронного расширительного клапана в соответствии с первым заданным значением степени открытия и одновременно запись текущего давления испарения Pe1; или же
этап 14, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и регулирование степени открытия электронного расширительного клапана до значения степени открытия, определенного в соответствии с температурой испарения Те, перегревом на всасывании Sh и текущим значением степени открытия электронного расширительного клапана, если по меньшей мере одно из температуры воды на выходе Tout, давления испарения Ре и нагрузки не удовлетворяет соответствующему четвертому заданному условию (условиям).
Полезные эффекты вышеуказанной дополнительной формы осуществления настоящего изобретения состоят в следующем. Можно избежать того, что защита от низкого давления активизируется чрезмерно низким давлением во время работы машины.
Кроме того, после этапа 13 способ дополнительно включает:
этап 15, определение, является ли разность между давлениями испарения до и после открытия электронного расширительного клапана больше, чем заданное значение давления Р, если да, то уменьшение величины динамической коррекции Pdt разности температур на конце испарителя на первое заданное значение, в противном случае, определение, является ли разность ΔТр больше 0;
этап 16, если разность ΔТр больше 0, увеличение величины динамической коррекции Pdt на первое заданное значение, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и регулирование текущей степени открытия электронного расширительного клапана до второго заданного значения степени открытия клапана; или же
этап 17, если разность ΔТр меньше 0, управление электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и регулирование текущей степени открытия электронного расширительного клапана до третьего заданного значения степени открытия клапана.
Полезные эффекты вышеуказанной дополнительной формы осуществления настоящего изобретения состоят в следующем. При динамической настройке Pdt уставка управления Ts для разности температур на конце испарителя регулируется так, чтобы она имела наиболее подходящее значение.
Другое техническое решение настоящего изобретения, решающее вышеуказанные технические проблемы, заключается в следующем. Предлагается устройство управления электронным расширительным клапаном, содержащее:
модуль сбора данных, сконфигурированный для получения разности температур Тр на конце испарителя;
модуль обработки данных, сконфигурированный для сравнения разности температур Тр, полученной модулем сбора данных, с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя, чтобы получить разность ΔТр между разностью температур Тр и уставкой управления Ts, и определить необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана в соответствии с соотношением между разностью ΔТр и заданным значением отклонения; а также
модуль управления, сконфигурированный для управления степенью открытия электронного расширительного клапана до необходимой степени открытия, определяемой модулем обработки данных.
Полезные эффекты форм осуществления настоящего изобретения состоят в следующем. Путем определения в реальном времени значения разности температур Тр на конце испарителя, сравнения значения Тр в реальном времени с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя и увеличения степени открытия клапана, если разность ΔТр между разностью температур Тр и уставкой управления Ts больше допустимого отклонения, и уменьшение степени открытия клапана, если разность меньше допустимого отклонения, изменение степени открытия электронного расширительного клапана может быть отрегулировано, и, таким образом, оптимальное количество жидкости подается в испаритель, разность температур Тр на конце испарителя сводится к минимуму, чтобы обеспечить максимальную эффективность теплообмена испарителя.
На основании вышеупомянутых технических решений настоящее изобретение предусматривает также следующие модификации.
Кроме того, модуль сбора данных дополнительно сконфигурирован для получения температуры воды на выходе Tout и давления испарения Ре испарителя, преобразования давление испарения Ре в температуру испарения Те, при этом разность между температурой воды на выходе Tout и температурой испарения Те представляет собой разность температур Тр.
Кроме того, модуль сбора данных дополнительно сконфигурирован для получения температуры всасывания Tsuc компрессора; модуль обработки данных дополнительно сконфигурирован для определения перегрева на всасывании Sh компрессора в соответствии с температурой всасывания Tsuc и температурой испарения Те и для определения необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана; модуль управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и управления степенью открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована, до необходимой степени открытия, определяемой модулем обработки данных, когда температура испарения Те, перегрев на всасывании Sh и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяют соответствующим первым заданным условиям.
Кроме того, модуль сбора данных дополнительно сконфигурирован для получения температуры нагнетания Tdis компрессора и давления конденсации Рс конденсатора и преобразования давления конденсации Рс в температуру конденсации Тс, когда по меньшей мере одно из температуры испарения Те, перегрева на всасывании Sh и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему первому заданному условию (условиям); модуль обработки данных дополнительно сконфигурирован для определения перегрева на нагнетании DSh компрессора в соответствии с температурой нагнетания Tdis и давлением конденсации Рс и для определения необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана; после того, как компрессор работает в течение первого периода времени, модуль управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и управления степенью открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована, до необходимой степени открытия, определяемой посредством модуль обработки данных, если перегрев на нагнетании DSh и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяют соответствующим вторым заданным условиям.
Кроме того, когда по меньшей мере одно из перегрева на нагнетании DSh и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему второму заданному условию (условиям), модуль управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и регулирования степени открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована, до необходимой степени открытия, определяемой модулем обработки данных, если температура испарения Те и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяют соответствующим третьим заданным условиям.
Кроме того, если по меньшей мере одно из температуры испарения Те и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему третьему предварительно заданному условию (условиям), модуль управления дополнительно сконфигурирован для определения температуры воды на выходе Tout, давления испарения Ре и нагрузки в течение заданного интервала времени t с заданным периодом времени Т, и если температура воды на выходе Tout, давление испарения Ре и нагрузка удовлетворяют соответствующим четвертым заданным условиям, управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и регулирования степени открытия электронного расширительного клапана до первого заданного значения степени открытия, и одновременно записи текущего давления испарения Pe1;
или модуль управления сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и для регулирования степени открытия электронного расширительного клапана до значения степени открытия, определяемого в соответствии с температурой испарения Те, перегревом на всасывании Sh и текущим значением степени открытия электронного расширительного клапана, если по меньшей мере одно из температуры воды на выходе Tout, давления испарения Ре и нагрузки не удовлетворяет соответствующему четвертому заданному условию (условиям).
Кроме того, модуль обработки данных сконфигурирован для определения, является ли разность между давлениями испарения до и после открытия электронного расширительного клапана больше, чем заданное значение давления Р, если да, то для уменьшения величины динамической коррекции Pdt для разности температур на конце испарителя на первое установленное значение, в противном случае для определения, больше ли разность ΔТр, чем 0, и увеличения величины динамической коррекции Pdt на первое заданное значение, если разность ΔТр больше 0; модуль управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и для регулирования степени открытия электронного расширительного клапана до второй заданной степени открытия клапана, если разность ΔТр больше 0; или управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и регулированию степени открытия электронного расширительного клапана до третьей заданной степени открытия клапана, если разность ΔТр меньше 0.
Другое техническое решение настоящего изобретения, решающее вышеуказанные технические проблемы, заключается в следующем. Предлагается холодильная установка, содержащая: компрессор 101, конденсатор 102, электронный расширительный клапан 104 и испаритель 103, соединенные последовательно, причем компрессор 101 дополнительно соединен с испарителем 103, устройство 100 управления, как определено в любой форме осуществления изобретения, описанной выше, и первый датчик 105 температуры, первый датчик 106 давления, второй датчик 107 давления, второй датчик 108 температуры и третий датчик 109 температуры, каждый из которых подключен к устройству 100 управления;
первый датчик 105 температуры расположен на трубопроводе, соединяющем испаритель 103 и конденсатор 102, и выполнен с возможностью определения температуры нагнетания Tdis компрессора 101 и передачи температуры нагнетания Tdis в устройство 100 управления;
второй датчик 108 температуры расположен на трубопроводе, соединяющем испаритель 103 и компрессор 101, и предназначен для измерения температуры всасывания Tsuc компрессора 101 и передачи температуры всасывания Tsuc в устройство 100 управления;
третий датчик 109 температуры расположен на выпускном трубопроводе испарителя 103 и предназначен для измерения температуры воды на выходе Tout испарителя и передачи температуры воды на выходе Tout в устройство 100 управления;
первый датчик 106 давления расположен на конденсаторе 102 и сконфигурирован для измерения давления конденсации Рс конденсатора 102 и передачи давления конденсации Рс в устройство 100 управления;
второй датчик 107 давления расположен на испарителе 103 и сконфигурирован для измерения давления испарения Ре в испарителе 103 и передачи давления испарения Ре в устройство 100 управления;
устройство 100 управления выполнено с возможностью: получать температуру нагнетания Tdis, температуру всасывания Tsuc, температуру воды на выходе Tout, давление конденсации Рс и давление испарения Ре; преобразовывать давление конденсации Рс в температуру конденсации Тс; преобразовывать давление испарения Ре в температуру испарения Те, получать разность ΔТр в соответствии с температурой нагнетания Tdis, температурой всасывания Tsuc, температурой воды на выходе Tout, температурой конденсации Тс, температурой испарения Те и уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя; определять необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана 104 в соответствии с соотношением между разностью ΔТр и заданным значением отклонения; и регулировать текущую степень открытия электронного расширительного клапана 104, которая должна быть отрегулирована до необходимого значения степени открытия.
Дополнительные аспекты и преимущества форм осуществления настоящего изобретения будут изложены частично в следующем описании, станут очевидными частично из следующего описания или будут изучены при практическом использовании настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Для того чтобы формы осуществления настоящего изобретения стали более очевидными, чертежи для описания форм осуществления настоящего изобретения или предшествующего уровня техники кратко представлены следующим образом. Следует отметить, что формы осуществления изобретения, описанные в данном документе со ссылкой на чертежи, являются иллюстративными, и специалист в данной области может получить другие чертежи без отступления от настоящего изобретения.
Фиг. 1 представляет собой блок-схему последовательности операций способа управления электронным расширительным клапаном в соответствии с формой осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой блок-схему последовательности операций способа управления электронным расширительным клапаном в соответствии с другой формой осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа управления электронным расширительным клапаном в соответствии с еще одной формой осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 - блок-схема, показывающая устройство управления для электронного расширительного клапана в соответствии с формой осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 - блок-схема, показывающая холодильную установку в соответствии с формой осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
Технические решения в формах осуществления настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи в формах осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что описанные формы осуществления являются не всеми формами осуществления изобретения, а только частью возможных форм осуществления настоящего изобретения. Другие формы осуществления изобретения, полученные специалистами в данной области техники на основе этих форм осуществления настоящего изобретения без изобретательской работы, должны попадать в объем настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 1, способ 200 управления электронным расширительным клапаном включает в себя следующие этапы:
201, получают разность температур Тр на конце испарителя.
202, сравнивают Тр с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя, чтобы получить разность ΔТр между Тр и Ts, то есть ΔТр=Tp-Ts.
203, определяют значение степени открытия электронного расширительного клапана в соответствии с соотношением между ΔТр и заданным значением отклонения.
204, управляют степенью открытия электронного расширительного клапана для ее регулирования до определенного значения степени открытия.
В частности, в форме осуществления этап 203 определения значения степени открытия электронного расширительного клапана может быть описан следующим образом. Когда ΔТр<заданное значение отклонения, степень открытия электронного расширительного клапана составляет ЕХУ_МОУ=(ΔТр)×значение уставки SP16; если ΔТр>заданное значение отклонения, степень открытия электронного расширительного клапана составляет ЕХУ_МОУ=(ΔТр-заданное значение отклонения)×SP 16. Например, в этой форме осуществления заданное значение отклонения может составлять 0,2 или 0,3, а значение уставки SP16 может составлять 0,18.
Следует понимать, что в этой форме осуществления при выборе заданного значения необходимо учитывать, происходят ли колебания в системе, и какова длительность времени стабилизации системы. Если заданное значение слишком велико, могут возникнуть колебания, а если значение слишком мало, период стабилизации системы может быть слишком длинным.
Следует понимать, что в этой форме осуществления уставка управления для
разности температур на конце испарителя Ts=Pinch_SP+динамическая коррекция Pdt, где Pinch_SP представляет собой заданное значение уставки для разности температур на конце испарителя, которое обычно соответствует национальному стандартному условию работы при полной нагрузке. Pinch SP может быть не самой целесообразной уставкой в текущих условиях работы машины. Если Pinch SP велика, степень открытия электронного расширительного клапана мала, и, следовательно, производительность испарителя может быть использована не полностью. Если Pinch SP мала, электронный расширительный клапан может продолжить выполнять операцию открытия, что может привести к тому, что давление испарения не увеличится, в то время как степень переохлаждения продолжит уменьшаться, что снизит производительность всей машины. Чрезмерная степень открытия может также привести к снижению температуры нагнетания машины и даже к риску попадания жидкого хладагента в компрессор. Pdt представляет величину динамической коррекции разности температур на конце испарителя. Это значение является динамически изменяемым динамически и изменяется один раз за каждый период. Начальное значение равно 0, а при расчете берется последнее обновленное значение, чтобы обеспечить соответствие значения уставки управления Ts текущему состоянию машины.
При использовании способа управления электронным расширительным клапаном путем определения в реальном времени значения разности температур Тр на конце испарителя, сравнения значения Тр в реальном времени со значением уставки управления Ts для разности температур на конце испарителя и увеличения степени открытия клапана, если разность ΔТр между разностью температур Тр и значением уставки управления Ts больше допустимого отклонения, и уменьшения степени открытия клапана, если разность меньше допустимого отклонения; может быть отрегулировано изменение степени открытия электронного расширительного клапана, и, таким образом, оптимальное количество жидкости подается в испаритель, разность температур Тр на конце испарителя сводится к минимуму, обеспечивая максимальную эффективность теплопередачи испарителя.
В качестве варианта, в одной форме осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 2, перед этапом 201 способ 200 управления дополнительно включает в себя следующий этап:
205, получают температуру воды на выходе Tout и давление испарения Ре в испарителе, давление испарения Ре преобразуют в температуру испарения Те, при этом разность между Tout и Те представляет собой разность температур Тр, то есть Tp=Tout-Te.
В качестве варианта, в другой форме осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 3, после этапа 203 способ управления дополнительно включает в себя следующие этапы;
206, получают температуру всасывания Tsuc компрессора.
207, определяют перегрев на всасывании Sh компрессора согласно Tsuc и Те, то есть Sh=Tsuc-Te.
208, определяют, соответствует ли Те его первому заданному условию, то есть Те<первое заданное значение SP1, соответствует ли Sh первому заданному условию, то есть Sh>втopoe заданное значение SP2, и соответствует ли текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана EXV PCT своему первому заданному условию, т.е. EXV_РСТ<третье заданное значение SP3. Если да, выполняют этапы 209 и 204, в противном случае, то есть, если не выполняется по меньшей мере одно из условий, Te<SP1, Sh>SP2 и EXV_ PCTSP3, то выполняют этапы с 210 по 212.
209, управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и переопределяют необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана.
В частности, в этой форме осуществления изобретения, когда давление испарения слишком низкое и перегрев на всасывании слишком велик, открытие клапана должно быть ускорено, и степень открытия электронного расширительного клапана может быть переопределена по следующей формуле EXV_MOV=заданное значение степени открытия SP13+2,5.
210, получают температуру нагнетания Tdis компрессора и давление конденсации Рс конденсатора, и давление конденсации Рс преобразуют в температуру конденсации Тс.
211 определяют перегрев на нагнетании DSh компрессора согласно Tdis и Рс.
212, после того, как компрессор работает в течение первого периода времени, определяют, соответствует ли DSh его второму заданному условию, то есть, DSh<предельное значение перегрева на нагнетании DSH_LIM+четвертое заданное значение SP4, и соответствует ли EXV_PCT его второму заданному условию, т.е. EXV_РСТ>пятое заданное значение SP5. Если да, выполняют этапы 213 и 204, в противном случае, если по меньшей мере одно из условий не выполняется, то есть DSh>DSH_LIM+SP4 и/или EXV_PCT<SP5, выполняют этап 214.
213, управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и переопределяют необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана.
В частности, в этой форме осуществления изобретения после запуска компрессора перегрев на нагнетании является низким, и клапан должен быть закрыт.Необходимая степень открытия электронного расширительного клапана может быть переопределена по следующей формуле: EXV_MOV=(отклонение перегрева на нагнетании DSH_Err+заданное значение степени открытия SP14)×0,27, где DSH_Err - это разность между перегревом на нагнетания DSH и предельным значением перегрева на нагнетании DSH_LIM.
214, определяют, соответствует ли Те третьему заданному условию, то есть Те>предельное значение активизации защиты от высокой температуры испарения МОР_LIM и соответствует ли EXV_PCT его третьему заданному условию, то есть EXV_РСТ>шестое заданное значение SP6. Если да, выполняют этапы 215 и 204, в противном случае, если по меньшей мере одно из условий не выполняется, то есть Те<МОР_LIM и/или EXV_PCT≤SP6, выполняют этап 216.
215, управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и переопределяют необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана.
В частности, в этой форме осуществления изобретения после запуска компрессора температура испарения превышает допустимый диапазон компрессора, и клапан должен быть закрыт.Необходимая степень открытия электронного расширительного клапана может быть переопределена по следующей формуле: EXV_MOV=(MOP_LIM-Те)×заданное значение степени открытия SP15.
216, определяют Tout, Ре и нагрузку в течение заданного интервала времени t с заданным периодом времени Т, чтобы определить, удовлетворяются ли соответствующие четвертые заданные условия, то есть, является ли колебания у Tout меньше 0,3°С, Ре<седьмое заданное значение SP7 и колебание нагрузки меньше, чем 5% в течение заданного периода Т времени t. Если да, выполняют этап 217, в противном случае, если не удовлетворяется по меньшей мере одно из этих условий, то есть, если колебание у Tout больше, чем 0,3°С, Ре>седьмое заданное значение SP7 и колебание нагрузки больше, чем 5%, то выполняют этапы 218 и 204.
В частности, в этой форме осуществления заданный интервал времени Т может составлять 5 минут, заданный период времени t может составлять 1 минуту. Другими словами, Tout, Ре и нагрузку определяют один раз каждые 5 минут, а период времени для определения составляет 1 минуту.
217, управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана, и степень открытия электронного расширительного клапана регулируют до первого заданного значения степени открытия SP8, и в это же время записывают текущее давление испарения Pe1.
218, определяют значение степени открытия электронного расширительного клапана и управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана.
В частности, в этой форме осуществления изобретения значение степени открытия электронного расширительного клапана может быть повторно определено по следующей формуле EXV_MOV=заданное значение степени открытия SP13+2,5.
В качестве варианта, в другой форме осуществления изобретения, как показано на фиг. 3, после этапа 217 способ 200 управления дополнительно включает в себя следующие этапы:
219, определяют, больше ли разность между давлениями испарения до и после открытия электронного расширительного клапана, чем заданное значение давления Р, то есть Ре-Ре1>Р. Если да, выполняют этап 220, в противном случае выполняют этап 221.
220, величину динамической коррекции Pdt для разности температур на конце испарителя уменьшают на первое заданное значение SP10. Другими словами, величину динамической коррекции Pdt уменьшают на SP10 от первоначальной базы, так что могут быть сделаны приготовления для последующего уменьшения значения уставки управления Ts и открытия клапана, и затем процесс может войти в следующий цикл.
221, если давление испарения не сильно изменяется после открытия клапана, определяют, больше ли текущая Тр, чем уставка управления клапаном Ts, то есть, больше ли разность ΔТр, чем 0, то есть ΔТр>0. Если да, то выполняют этап 222, в противном случае выполняют этап 223.
222, увеличивают динамическую коррекцию Pdt на первое заданное значение SP10, и управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана, и регулируют текущую степень открытия электронного расширительного клапана до второй заданной степени открытия клапана. В частности, вторая заданная степень открытия клапана = первое заданное значение степени открытия SP8+заданное значение степени открытия SP11. Другими словами, SP10 увеличивают на величину динамической коррекции Pdt от исходной базы, и выполняют операцию закрытия клапана (SP8+SP11), так что может быть выполнена подготовка к тому, чтобы впоследствии увеличить уставку управления Ts и закрыть клапан, а затем процесс может перейти к следующему циклу.
223, управляют электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана, и регулируют текущую степень открытия электронного расширительного клапана до третьей заданной степени открытия клапана. В частности, третья заданная степень открытия клапана = первое заданное значение степени открытия клапана SP8+заданное значение степени открытия SP12. Другими словами, если текущая Тр не превышает уставку управления Ts, выполняют только операцию закрытия клапана (SP8+SP12) без регулирования уставки управления, и затем процесс может войти в следующий цикл.
В частности, в этой форме осуществления изобретения в случае, когда нагрузка и условия работы машины являются стабильными, выполняется попытка открыть клапан до первого заданного значения степени открытия SP8 на каждом заданном интервале времени. Если значение Тр в реальном времени не уменьшается, давление испарения Ре не повышается, это указывает на то, что текущая Тр достигла минимального значения. Продолжение открытия клапана приведет только к уменьшению степени переохлаждения. На этом основании Pdt увеличивают на SP10, и клапан медленно закрывается для увеличения степени переохлаждения машины. Если при попытке открыть клапана до SP2 давления испарения Ре значительно увеличивается, это указывает на то, что испаритель используется не полностью, все еще имеется возможность для открытия клапана, Pdt уменьшают на SP10, и клапан медленно открывают для увеличения температуры испарения, таким образом максимально используя способность испарителя. Посредством динамического регулирования Pdt уставка Ts устанавливается на наиболее подходящее значение.
С использованием способа управления электронным расширительным клапаном, представленного в вышеприведенных формах осуществления изобретения, путем определения степени переохлаждения конденсатора и использования разности температур теплообмена и степени переохлаждения в качестве параметров управления можно полностью использовать возможности испарителя, чтобы максимально использовать возможности всей машины, повышая тем самым энергоэффективность и стабильность работы машины без чрезмерного открытия клапана, и эффективно избегая таких проблем как активизация защиты от низкого давления при чрезмерно низком давлении во время работы машины, всасывание жидкого хладагента, происходящее во время запуска машины, что приводит к утечке масла и, таким образом, к повреждению компрессора, слишком высокая температура испарения, вызывающей утечку масла из компрессора, и слишком большой ток.
Следует понимать, что в формах осуществления настоящего изобретения порядковые номера вышеупомянутых процедур не означают, что процедуры должны выполняться в этом порядке. Этапы процедур должны определяться функциями и их внутренней логикой, которые не должны истолковываться как ограничивающие настоящее изобретение.
Как показано на фиг. 1-3, в соответствии с формами осуществления настоящего изобретения обеспечивается способ управления электронным расширительным клапаном. Устройство управления электронным расширительным клапаном, предложенное в соответствии с формами осуществления настоящего изобретения, будет подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 4.
Как показано на фиг. 4, настоящее изобретение предлагает также устройство управления, это устройство 100 управления содержит: модуль 110 сбора данных, модуль 120 обработки данных и модуль 130 управления.
В частности, модуль 110 сбора данных выполнен с возможностью получения разности температур Тр на конце испарителя. Модуль 120 обработки данных выполнен с возможностью сравнивать разность температур Тр, полученную модулем сбора данным, с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя, чтобы получить разность ΔТр между разностью температур Тр и уставкой управления Ts и определить необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана в соответствии с соотношением между разностью ΔТр и заданным значением отклонения. Модуль 130 управления выполнен с возможностью управления степенью открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована до необходимой степени открытия, определенной модулем обработки данных.
Следует понимать, что в формах осуществления настоящего изобретения устройство 100 управления соответствует основному органу выполнения для способа 200 управления в соответствии с формами осуществления настоящего изобретения. Кроме того, вышеописанные и другие операции и/или функции соответствующих модулей в устройстве 100 управления могут выполняться для реализации соответствующих процессов соответствующих способов на фиг. 1-3, которые для краткости не описаны здесь снова.
Устройство управления для электронного расширительного клапана, предложенное в соответствии с формами осуществления настоящего изобретения, посредством определения в реальном времени значения разности температур Тр на конце испарителя, сравнения значения Тр в реальном времени с уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя и увеличения степени открытия клапана, если разность ΔТр между разностью температур Тр и уставкой управления Ts больше допустимого отклонения, и уменьшения степени открытия клапана, если разность меньше допустимого отклонения, тем самым изменение степени открытия электронного расширительного клапана может быть отрегулировано, и, таким образом, оптимальное количество жидкости подается в испаритель, разность температур Тр на конце испарителя сводится к минимуму, чтобы максимально использовать теплообменные характеристики испарителя.
В качестве варианта, в форме осуществления модуль 110 сбора данных дополнительно выполнен с возможностью измерять температуру воды на выходе Tout и давление испарения Ре в испарителе, преобразовывать давление испарения Ре в температуру испарения Те, при этом разность между температурой воды на выходе Tout и температурой испарения Те - это разность температур Тр.
В качестве варианта, в дополнительной форме осуществления модуль 110 сбора данных дополнительно сконфигурирован для получения температуры всасывания Tsuc компрессора. Модуль 120 обработки данных дополнительно выполнен с возможностью определять перегрев на всасывании Sh компрессора в соответствии с температурой всасывания Tsuc и температурой испарения Те и определять необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана. Модуль 130 управления дополнительно выполнен с возможностью управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и управления степенью открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована, до необходимой степени открытия, определенной модулем 120 обработки данных, когда температура испарения Те, перегрев на всасывании Sh и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяют соответствующим первым заданным условиям.
В качестве варианта, в дополнительной форме осуществления изобретения, когда по меньшей мере одно из температуры испарения Те, перегрева на всасывании Sh и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему первому заданному условию (условиям), модуль 110 сбора данных дополнительно выполненный с возможностью получения температуры нагнетания Tdis компрессора и давления конденсации Рс конденсатора и преобразования давления конденсации Рс в температуру конденсации Тс. Модуль 120 обработки данных дополнительно сконфигурирован для определения перегрева на нагнетании DSh компрессора в соответствии с температурой нагнетания Tdis и давлением конденсации Рс и для определения необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана. После того, как компрессор работает в течение первого периода времени, модуль 130 управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и управления степенью открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована, до необходимой степени открытия, определенной модулем 120 обработки данных, когда перегрев на выходе DSh и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяет соответствующим вторым заданным условиям.
В качестве варианта, в дополнительной форме осуществления изобретения, когда по меньшей мере одно из перегрева на выходе DSh и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему второму заданному условию (условиям), модуль 130 управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и управления степенью открытия электронного расширительного клапана, которая должна быть отрегулирована, до необходимой степени открытия, определенной модулем обработки данных, когда температура испарения Те и текущее значение степени открытия электронного расширительного клапана удовлетворяют соответствующим третьим заданным условиям.
В качестве варианта, в дополнительной форме осуществления, когда по меньшей мере одно из температуры испарения Те и текущего значения степени открытия электронного расширительного клапана не удовлетворяет соответствующему третьему заданному условию (условиям), модуль 130 управления дополнительно сконфигурирован для определения температуры воды на выходе Tout, давления испарения Ре и нагрузки в течение заданного интервала времени t с заданным периодом времени Т, и когда температура воды на выходе Tout, давление испарения Ре и нагрузка удовлетворяют соответствующим четвертым заданным условиям, управления электронным расширительным клапаном так, чтобы выполнить действие по открытию клапана и отрегулировать степень открытия электронного расширительного клапана до первого заданного значения степени открытия, и одновременно записать текущее давление испарения Pe1.
В качестве варианта модуль 130 управления выполнен с возможностью управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по открытию клапана и регулирования степени открытия электронного расширительного клапана до значения степени открытия, определенного в соответствии с температурой испарения Те, перегревом на всасывании Sh и текущем значении степени открытия электронного расширительного клапана, когда по меньшей мере одно из температуры воды на выходе Tout, давления испарения Ре и нагрузки не удовлетворяет соответствующему четвертому заданному условию (условиям).
В качестве варианта, в дополнительной форме осуществления изобретения модуль 120 обработки данных сконфигурирован для определения, является ли разность между давлениями испарения до и после открытия электронного расширительного клапана больше, чем заданное значение давления Р, если да, для уменьшения величины динамической коррекции Pdt разности температур на конце испарителя на первое заданное значение, в противном случае, для определения, больше ли разность ΔТр, чем 0, и увеличения величины динамической коррекции Pdt на первое заданное значение, если разность ΔТр больше чем 0. Модуль 130 управления дополнительно сконфигурирован для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и для регулирования степени открытия электронного расширительного клапана до второй заданной степени открытия клапана, когда разность ΔТр больше 0; или для управления электронным расширительным клапаном для выполнения действия по закрытию клапана и регулирования степени открытия электронного расширительного клапана до третьей заданной степени открытия клапана, если разность ΔТр меньше 0.
Кроме того, настоящее изобретение также относится к холодильной установке. Как показано на фиг. 5, холодильная установка содержит: устройство 100 управления, как описано выше, компрессор 101, конденсатор 102, электронный расширительный клапан 104 и испаритель 103, соединенные последовательно, причем компрессор 101 далее соединен с испарителем 103, а также первый датчик 105 температуры, первый датчик 106 давления, второй датчик 107 давления, второй датчик 108 температуры и третий датчик 109 температуры, соответственно подключенные к устройству 100 управления.
Первый датчик 105 температуры расположен на трубопроводе, соединяющем испаритель 103 и конденсатор 102, и предназначен для измерения температуры нагнетания Tdis компрессора 101 и передачи Tdis в устройство 100 управления. Второй датчик 108 температуры расположен на трубопроводе, соединяющем испаритель 103 и компрессор 101, и сконфигурирован для измерения температуры всасывания Tsuc компрессора 101 и передачи Tsuc в устройство 100 управления. Третий датчик 109 температуры расположен на выпускном трубопроводе испарителя 103 и предназначен для измерения температуры воды на выходе Tout испарителя и передачи Tout в устройство 100 управления.
Первый датчик 106 давления расположен на конденсаторе 102 и сконфигурирован для измерения давления конденсации Рс конденсатора 102 и передачи Рс в устройство 100 управления. Второй датчик 107 давления расположен на испарителе 103 и сконфигурирован для измерения давления испарения Ре испарителя 103 и передачи Ре в устройство 100 управления.
Устройство 100 управления выполнено с возможностью: принимать температуру нагнетания Tdis, температуру всасывания Tsuc, температуру воды на выходе Tout, давление конденсации Рс и давление испарения Ре, преобразовывать давление конденсации Рс в температуру конденсации Тс, преобразовывать давление испарения Ре в температуру испарения Те, получать разность ΔТр в соответствии с температурой нагнетания Tdis, температурой всасывания Tsuc, температурой воды на выходе Tout, температурой конденсации Тс, температурой испарения Те и уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя, определять необходимое значение степени открытия электронного расширительного клапана 104 в соответствии с соотношением между разностью ΔТр и заданным значением отклонения и управлять текущей степенью открытия электронного расширительного клапана 104 так, чтобы она была отрегулирована до необходимого значения степени открытия.
В частности, в форме осуществления устройство 100 управления выполняет этапы получения разности ΔТр в соответствии с Tdis, Tsuc, Tout, Тс, Те и уставкой управления Ts для разности температур на конце испарителя; определения необходимого значения степени открытия электронного расширительного клапана 104 в соответствии с соотношением между разностью ΔТр и заданным значением отклонения, и управления текущей степенью открытия электронного расширительного клапана 104, которая должна быть отрегулирована до необходимого значения степени открытия в соответствии со способом 200 управления, описанным выше, который для краткости не описан здесь снова.
Кроме того, в настоящем документе термин "и/или" представляет собой только описание отношения связанных перечисленных элементов и содержит три ситуации. Например, А и/или В могут указывать три ситуации, в которых существует только А, существует только В, и существуют А и В. Кроме того, символ "/" в данном документе обычно указывает, что связанные элементы до и после символа находятся в логическом отношении "или".
Специалистам в данной области техники понятно, что элементы и этапы алгоритма различных примеров в формах осуществления изобретения, раскрытых в данном документе, могут быть реализованы с помощью электронного аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации. Чтобы прояснить взаимозаменяемость между аппаратным и программным обеспечением, состав и этапы различных примеров были в целом описаны через функции, описанные выше. Реализованы ли эти функции аппаратным или программным обеспечением, зависит от ограничений конкретного приложения или конструкции. Специалист в данной области техники может использовать разные способы для реализации описанных функций для каждого конкретного применения, но такая реализация не должна рассматриваться как выходящая за рамки настоящего изобретения.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что для удобства и краткости описания конкретный рабочий процесс установки, устройства и блока, описанных выше, может относиться к соответствующему процессу в вышеописанной форме осуществления способа, и подробности повторно не описаны.
В нескольких формах осуществления, предложенных настоящим изобретением, следует понимать, что раскрытые установка, устройство и способ могут быть реализованы другими способами. Например, формы осуществления устройства, описанные выше, являются просто иллюстративными. Например, деление блоков - это только деление согласно логическим функциям. В реальной реализации может быть другой способ разделения. Например, несколько блоков или компонентов могут быть объединены или интегрированы в другую систему. В качестве варианта, некоторые функции могут опускаться или не выполняться. Кроме того, показанное или обсуждаемое взаимное соединение или прямое соединение или коммуникационное соединение может быть косвенным соединением или коммуникационным соединением через интерфейсы, устройства или блоки или также может быть электрическим, механическим или другим видом соединения.
Блоки, описанные как отдельные компоненты, могут быть или не быть физически отдельными, а компоненты, используемые в качестве блоков, могут быть или не быть физическими блоками, то есть могут располагаться там же или могут быть распределены по нескольким сетевым блокам. Некоторые или все блоки могут быть выбраны в соответствии с фактическими потребностями для достижения целей форм осуществления настоящего изобретения.
Кроме того, функциональные блоки в каждом форме осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один блок обработки данных, или каждый блок может существовать физически отдельно, или два или более блоков могут быть интегрированы в один блок. Вышеупомянутый интегрированный блок может быть реализован в форме аппаратного обеспечения или в форме программного функционального блока.
Интегрированный блок, если он реализован в форме программного функционального блока и продается или используется в качестве отдельного продукта, может храниться на машиночитаемом носителе данных. Исходя из этого, техническое решение настоящего изобретения по существу или его часть, вносящая вклад в предшествующий уровень техники, или все или часть технического решения могут быть воплощены в форме программного продукта, хранящегося на носителе данных. В программный продукт включено множество команд, чтобы заставить вычислительное устройство (такое как персональный компьютер, сервер или сетевое устройство и т.д.) выполнять все или часть шагов различных форм осуществления настоящего изобретения. Вышеописанный носитель данных включает в себя различные носители для хранения кодов процедур, такие как U-диск, мобильный жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (Read-Only Memory, ROM), оперативное запоминающее устройство (Random Access Memory, RAM), магнитный диск или оптический диск и тому подобное.
Хотя были показаны и описаны примеры форм осуществления изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что эти формы осуществления не могут быть истолкованы как ограничивающие настоящее изобретение, и что изменения, альтернативы и модификации могут быть сделаны в этих формах осуществления изобретения без отклонения от сущности, принципов и объема настоящего изобретения. Следовательно, объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения.