空调的控制方法及空调

技术领域

本发明涉及空调系统，具体地涉及空调的控制方法及空调。

背景技术

空调通常都包括压缩机、冷凝装置、膨胀装置和蒸发装置，其中，冷媒的压缩过程由压缩机完成。压缩机通过吸气端吸入低温低压的气体冷媒，然后将该低温低压的气体冷媒压缩成高温高压的气体冷媒并通过排气端排出压缩后的高温高压的气体冷媒。在制冷模式下，该高温高压的气体通过室外换热器被冷凝到高温高压的液体冷媒；高温高压的液体冷媒通过膨胀阀被节流到低温低压的液体冷媒，然后流入到对应的室内蒸发器(因此，从膨胀阀延伸到室内换热器的管道被称为“液管”或入口管)；低温低压的液体冷媒在室内换热器内被蒸发为低温低压的气体冷媒并经室内换热器的出口管(因此，该出口管可被称为“气管”)排出；从室内换热器排出的低温低压的气体冷媒最后被压缩机吸入并压缩成高温高压的气体，从而开始新的循环。

为了更好地控制空调的能量调节，现有空调，特别是家用空调，常常都配有电子膨胀阀。图1示出一种现有电子膨胀阀的结构。如图1所示，电子膨胀阀包括管状的外壳1，位于外壳1中的阀座5，布置在阀座5中的彼此配合的轴承座3、轴承10、和轴套4，位于轴承座3上方的套筒14，布置在套筒14中的阀体转子12，延伸通过阀体转子12的中心的丝杆2，位于丝杆12下端之下的阀针6，套在阀针6上的阀针弹簧11，连接到外壳1的接管7、8。接管7、8之间的连通通过阀针6控制。丝杆2的上端通过螺母13与套筒14形成滑动连接。在丝杆2的下端与阀针6的上端之间设有钢球9。通过给电子膨胀阀的线圈(图中未示出)通电，线圈将电能转化为磁场，磁场驱动阀体转子12转动。阀体转子12驱动阀针6上下移动以控制电子膨胀阀的开度，从而进行流量控制。空调在关机时，为了全关闭膨胀阀，通常会多关几步。当空调重新开机时，电子膨胀阀有时出现卡死或打不开状况,导致空调制冷/制热无效果,甚至造成系统报故障停机。这种卡死或打不开状况的原因之一是因为打开膨胀阀的扭矩不够，进而导致故障。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电子膨胀阀因扭矩不够而卡死的技术问题，本发明提供一种空调的控制方法，所述空调具有膨胀阀，所述膨胀阀配有可变脉冲宽度的阀驱动装置，并且所述控制方法包括：

将所述膨胀阀开到初始开度；

检测所述空调的蒸发器盘管温度；

基于所述蒸发器盘管温度判定所述膨胀阀是否处于卡死状态；

当所述膨胀阀被判定处于卡死状态时，先增大所述阀驱动装置的脉冲宽度以将所述膨胀阀从所述初始开度开到最大开度，再将所述膨胀阀关到零开度，然后将所述膨胀阀恢复到所述初始开度。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明空调的控制方法中，在空调开机后并且阀驱动装置以较快的初始频率将膨胀阀打开到初始开度，再通过检测到的蒸发器盘管温度判定膨胀阀是否处于卡死状态。为了根据空调的负荷控制膨胀阀的开度，一般在蒸发器的进口管和出口管上都会布置有温度传感器，用于测量进口管和出口管上的温度。进口管和出口管上的温度都被称为是“蒸发器盘管温度”。因此，基于蒸发器盘管温度判定膨胀阀是否处于卡死状态，不需要增加额外的检测装置。一旦确定膨胀阀处于卡死状态，该控制方法就通过增大阀驱动装置的脉冲宽度(驱动频率因此降低)来加大打开膨胀阀的扭矩，以将膨胀阀从初始开度开到最大开度，这样就能克服因扭矩不够而导致膨胀阀打不开的问题。然后，该控制方法再将膨胀阀关到零开度，以便以零开度为膨胀阀开度的控制基准点。然后，控制方法将膨胀阀从零开度恢复到初始开度，以便可通过测量蒸发器盘管温度验证上述膨胀阀的调节效果。

在上述空调的控制方法的优选技术方案中，所述基于所述蒸发器盘管温度判定所述膨胀阀是否处于卡死状态的步骤包括：

将所述蒸发器盘管温度与预定温度范围进行比较；

当所述蒸发器盘管温度超出所述预定温度范围并持续预定时间段时，判定所述膨胀阀处于卡死状态。当蒸发器盘管温度超出预定温度范围并持续预定时间段后，才判定膨胀阀处于卡死状态，以提高这种判定的可靠性。

在上述空调的控制方法的优选技术方案中，在所述空调开机制冷时，当所述蒸发器盘管温度大于最大设定温度并且持续所述预定时间段时，判定所述膨胀阀处于卡死状态。

在上述空调的控制方法的优选技术方案中，在所述空调开机制热时，当所述蒸发器盘管温度小于最小设定温度并且持续所述预定时间段时，判定所述膨胀阀处于卡死状态。

在上述空调的控制方法的优选技术方案中，在所述膨胀阀恢复到所述初始开度后，重新检测所述空调的蒸发器盘管温度。

在上述空调的控制方法的优选技术方案中，当所述膨胀阀恢复到所述初始开度后，所述阀驱动装置的脉冲宽度恢复到初始频率。在膨胀阀的规格范围内,脉冲宽度越大，其扭矩越大，但其频率越低。膨胀阀的运行速度与频率成正比，即频率越高，阀开关速度越快,反之越慢。因此，将脉冲宽度恢复到较快的初始频率，有助于提高阀的打开速度。

在上述空调的控制方法的优选技术方案中，在所述空调开机制冷时，在靠近所述膨胀阀的出口处检测所述所述蒸发器盘管温度；以及在所述空调开机制热时，在靠近所述蒸发器的出口处检测所述蒸发器盘管温度。

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电子膨胀阀因扭矩不够而卡死的技术问题，本发明还提供一种空调，所述空调具有膨胀阀和控制装置，所述膨胀阀配有可变脉冲宽度的阀驱动装置，所述控制装置配置成实施根据上述任一项所述的空调的控制方法，并且包括：

盘管温度检测模块，所述盘管温度检测模块配置成检测所述蒸发器盘管温度；和

主控处理单元，所述主控处理单元配置成基于所述蒸发器盘管温度判定所述膨胀阀是否处于卡死状态，并且当所述膨胀阀处于卡死状态时，所述主控处理单元配置成控制所述阀驱动装置先以增大的脉冲宽度以将所述膨胀阀从所述初始开度开到所述最大开度，再将所述膨胀阀关到所述零开度，然后将所述膨胀阀恢复到所述初始开度。通过增大的脉冲宽度来增加打开膨胀阀的扭矩，从而可克服因扭矩不够而导致膨胀阀打不开的问题。

在上述空调的优选技术方案中，所述主控处理单元配置成：将所述蒸发器盘管温度与预定温度范围进行比较，并且当所述蒸发器盘管温度超出所述预定温度范围并持续预定时间段时，判定所述膨胀阀处于卡死状态。

在上述空调的优选技术方案中，所述主控处理单元配置成：

在所述空调开机制冷时，当所述蒸发器盘管温度大于最大设定温度并且持续所述预定时间段时，判定所述膨胀阀处于卡死状态；或者

在所述空调开机制热时，当所述蒸发器盘管温度小于最小设定温度并且持续所述预定时间段时，判定所述膨胀阀处于卡死状态。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是现有电子膨胀阀示例的结构剖面示意图；

图2是本发明空调的控制方法的流程图；

图3是本发明空调的控制方法的第一实施例的流程图；

图4是本发明空调的控制方法的第二实施例的流程图；

图5是本发明空调的控制装置的示意图。

附图标记：

1、外壳；2、丝杆；3、轴承座；4、轴套；5、阀座；6、阀针；7和8、接管；9、钢球；10、轴承10；11、阀针弹簧；12、阀体转子；13、螺母；14、套筒；20、空调的控制装置；21、盘管温度检测模块；22、主控单元CPU；23、膨胀阀驱动模块。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

为了解决现有电子膨胀阀因扭矩不够而打不开的技术问题，本发明提供一种空调的控制方法。该空调具有膨胀阀，该膨胀阀配有可变脉冲宽度的阀驱动装置，并且该控制方法包括：

将膨胀阀开到初始开度(步骤S1)；

检测空调的蒸发器盘管温度(步骤S2)；

基于蒸发器盘管温度判定膨胀阀是否处于卡死状态(步骤S3)；

当膨胀阀被判定处于卡死状态时，先增大阀驱动装置的脉冲宽度以将膨胀阀从初始开度开到最大开度，再将膨胀阀关到零开度，然后将膨胀阀恢复到初始开度(步骤S4)。通过增大阀驱动装置的脉冲宽度来增大打开阀的扭矩并将膨胀阀开到最大开度，可克服因扭矩不够而导致膨胀阀卡死的问题。

在本文中，除非有明确相反的表示，空调可以是任何形式的空调系统，包括但不限于一体式空调、分体式空调、一拖多空调、或其它的空调系统，只要这些空调系统包括具有可变脉冲宽度的阀驱动装置的膨胀阀。该膨胀阀包括但不限于电子膨胀阀。

图2是本发明空调的控制方法的流程图。如图2所示，在本发明空调的控制方法中，在空调开机后，需要将膨胀阀的开度调到初始开度(步骤S1)。该初始开度是预先设定好并储存在空调的控制系统中。同时，阀驱动装置以较快的初始频率(对应初始的脉冲宽度)将膨胀阀打开到初始开度。在空调具有制冷和制热两种功能的情形下，初始开度分为制冷初始开度和制热初始开度，二者一般不相同。在膨胀阀开到初始开度后，控制方法前进到步骤S2。在步骤S2中，检测空调的蒸发器盘管温度。蒸发器盘管温度的具体检测位置在空调制冷时和在空调制热时一般也不相同。例如，在空调制冷时，蒸发器盘管温度从靠近膨胀阀阀出口的位置处测得。相反，在空调制热时，蒸发器盘管温度从蒸发器出口一端测得。然后，控制方法前进到步骤S3，基于蒸发器盘管温度判定膨胀阀是否处于卡死状态。当检测到的蒸发器盘管温度出现异常，例如偏离设定温度范围，可判定膨胀阀处于卡死状态。当膨胀阀被判定处于卡死状态时，控制方法就前进到步骤S4。在步骤S4中，先增大阀驱动装置的脉冲宽度以将膨胀阀从初始开度开到最大开度，再将膨胀阀关到零开度，然后将膨胀阀恢复到初始开度。将膨胀阀关到零开度后再恢复到初始开度，是以零开度作为控制基准。在膨胀阀恢复到初始开度后，可重复实施上述的控制过程。

图3是本发明空调的控制方法的第一实施例的流程图。如图3所示，在该实施例中，空调开机进行制冷，因此该控制方法在步骤S1a中通过阀驱动装置以初始脉冲宽度(对应较快的初始频率)将膨胀阀的开度调到制冷的初始开度。在膨胀阀开到制冷的初始开度后，控制方法前进到步骤S2a。在步骤S2a中，在靠近膨胀阀阀出口的位置处检测空调的蒸发器盘管温度。然后，控制方法前进到步骤S3a，当蒸发器盘管温度大于最大设定温度并持续预定时间段时，判定膨胀阀处于卡死状态。在制冷循环中，最大设定温度例如是19℃、20℃、21℃或其它合适的温度值。预定时间段例如是1.5分钟、2分钟、2.5分钟、或其它合适的时间段。当蒸发器盘管温度超出上述最大设定温度范围并持续预定时间段，说明该蒸发器盘管温度异常，并可判定膨胀阀处于卡死状态。当膨胀阀被判定处于卡死状态时，控制方法就前进到步骤S4a。在步骤S4a中，先增大阀驱动装置的脉冲宽度以将膨胀阀从初始开度开到最大开度，例如100pps，将膨胀阀开到最大开度，再将膨胀阀关到零开度，然后将膨胀阀恢复到初始开度。在膨胀阀恢复到初始开度后，控制方法前进到步骤5a，阀驱动装置恢复到初始频率，因此能以更快的速度打开膨胀阀。

图4是本发明空调的控制方法的第二实施例的流程图。如图4所示，在该实施例中，空调开机进行制热，因此该控制方法在步骤S1b中通过阀驱动装置以初始脉冲宽度(对应较快的初始频率)将膨胀阀的开度调到制热的初始开度。在膨胀阀开到制热的初始开度后，控制方法前进到步骤S2b。在步骤S2b中，在靠近蒸发器出口一端的位置处检测空调的蒸发器盘管温度。然后，控制方法前进到步骤S3b，当蒸发器盘管温度小于最小设定温度并持续预定时间段时，判定膨胀阀处于卡死状态。在制热循环中，最小设定温度例如是14℃、15℃、16℃或其它合适的温度值。预定时间段例如是1.5分钟、2分钟、2.5分钟、或其它合适的时间段。当蒸发器盘管温度低于上述最小设定温度范围并持续预定时间段，说明该蒸发器盘管温度异常，并可判定膨胀阀处于卡死状态。当膨胀阀被判定处于卡死状态时，控制方法就前进到步骤S4b。在步骤S4b中，先增大阀驱动装置的脉冲宽度，例如100pps，以将膨胀阀从初始开度开到最大开度，再将膨胀阀关到零开度，然后将膨胀阀恢复到初始开度。将膨胀阀关到零开度后再恢复到初始开度，是以零开度作为控制基准。在膨胀阀恢复到初始开度后，控制方法前进到步骤5b，阀驱动装置恢复到初始频率，因此能以更快的速度打开膨胀阀。

图5是本发明空调的控制装置的示意图。如图5所示，空调的控制装置20包括盘管温度检测模块21、主控单元CPU22(即主控处理单元)、和膨胀阀驱动模块23(也称为阀驱动装置)。盘管温度检测模块21配置成检测蒸发器盘管温度，并且可检测上面所述的两处的蒸发器盘管温度，即靠近膨胀阀阀出口的位置处和靠近蒸发器出口一端的位置处的蒸发器盘管温度。主控单元CPU22配置成基于蒸发器盘管温度判定膨胀阀是否处于卡死状态，并且当膨胀阀处于卡死状态时，主控处理单元配置成控制膨胀阀驱动模块23先以增大的脉冲宽度以将膨胀阀从初始开度开到最大开度，再将膨胀阀关到零开度，然后将膨胀阀恢复到初始开度。通过增大的脉冲宽度来增加打开膨胀阀的扭矩，从而可克服因扭矩不够而导致膨胀阀打不开的问题。在一种或多种实施例中，膨胀阀驱动模块23可以是MCU(微控制单元)直接驱动的，一般会带电机驱动芯片。替代地，膨胀阀驱动模块23还可以是外置驱动模块，用于控制膨胀阀的动作。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。