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摘要：随着科技水平的不断提升以及社会对节能要求的提高，如何提高空调器的控制精度及能效受到越来越多的关注。鉴于此，本文对中央空调用电子膨胀阀的控制方法进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：中央空调；电子膨胀阀；控制方法
一、电子膨胀阀介绍
电子膨胀阀（图1）就是一种通过控制步进电机的运转，从而改变阀口的流通面积，实现制冷系统制冷剂流量调节的执行器件，随着变频空调系统的兴起，被广泛应用于变频多联机、变频热泵热水器、变频风管机等空调机组。随着用户的增多，关于电子膨胀阀的售后投诉也相应增加，其中隐藏的问题被慢慢发现，下面主要谈一下冷媒系统杂质对电子膨胀阀的控制带来的失效分析和设计预防措施。
二、电子膨胀阀杂质损伤机理
当系统在制冷运行时，系统中较细直径的杂质透过过滤器后进入电子膨胀阀，当杂质直径大于阀针端面与阀口的垂直距离时，杂质不能通过电子膨胀阀；当室内机关机时，电子膨胀阀执行闭阀动作，在阀针巨大的压力下，阀口被杂质咬入，使得阀口留下不可修复的凹痕，如图2所示。从杂质对阀体的损伤过程可以看到，在这个过程中根据用户对空调使用的条件不同可能会产生以下两种不同的失效方式。
1、电子膨胀阀闭阀流量
当阀体关闭将杂质咬入之后，如果用户继续使用空调，在后续电子膨胀阀的开闭阀调节中，杂质将被冷媒冲走，阀口将留下凹痕因此无法与阀针密封，最后将直接造成闭阀后冷媒泄漏，通过对售后问题阀件进行流量测试实验和解剖对照分析，可以证实上述分析。
2、电子膨胀阀卡死
当阀体关闭将杂质咬入之后，如果咬入过深且用户长时间不再使用该空调，长时间之后可能造成阀针和阀座之间摩擦力过大，当阀体再一次想向上打开时无法有效打开，一直处于卡死的状态，直接导致用户无法获取流量制冷效果差，有的系统甚至出现排气温度过高、压力异常的现象。
3、阀体损伤带来的危害
无论是阀体的卡死还是闭阀流量的存在都会对多联机系统造成严重的损害，当大量的杂质存在损伤了部分室内机内部的电子膨胀阀而出现无法有效关闭后，压缩机的流量将无法有效控制，最直接的后果就是机组在部分负荷运行时制冷效果变差，将会有大量的液态冷媒从无法关闭的阀体通过直接到达压缩机的吸气侧，长时间的运行势必导致压缩机因为过量回液出现慢性磨损。从大型多联机系统的现状来看，这个问题已经成为多联机压缩机的头号杀手，是压缩机损坏的非常重要的原因，因此必须严格控制和设计预防。图4就是某多联机工程阀体损伤最终导致压缩机出现故障的阀座损伤放大照片，图中可以发现左下方有一个较大的阀座缺口，这么大尺寸的缺口直接导致闭阀流量倍增，最后损坏了压缩机。下面主要谈一下如何在系统中设置有效的过滤装置，以及如何通过控制方法尽量避免阀针将杂质咬入阀口导致损坏。
三、电子膨胀阀控制方法流程图及详细控制方法
在中央空调设备中，通常采用控制压缩机吸气过热度的方法调节空调设备内部电子膨胀阀的打开或关闭，从而使设备正常运行。一般在实际吸气过热度大于目标吸气过热度时，电子膨胀阀的开度增加；实际吸气过热度小于目标吸气过热度时，电子膨胀阀的开度减小；实际吸气过热度等于目标吸气过热度时，电子膨胀阀的开度不变。同时在空调机组启动、停止和空调热泵机组除霜过程中，都会出现电子膨胀阀开度波动较大和频繁动作的情况，这既影响了电子膨胀阀的寿命，又会导致空调系统运行不稳定，空调负荷波动较大，甚至出现机组无法正常运行的情况。
为了更加详细地描述上述技术方案的基本原理，笔者制作了如下电子膨胀阀控制方法的流程图（，使大家更加直观地了解此技术方案，并结合流程图对电子膨胀阀的控制方法进行详细的介绍。
从图可知，中央空调机组开机启动后，机组控制器给电子膨胀阀一个开机开度，常规开机开度给定55%，机组开机运行，首先采用吸气过热度进行判断。
（1）当吸气过热度Tsh＞2时，采用吸气过热度控制方式控制电子膨胀阀开度。
当Tsh＞（T1g+t）时，电子膨胀阀开度增大1%；
当Tsh＜（T1g-t）时，电子膨胀阀开度减小1%；
当（T1g-t）≤Tsh≤（T1g+t）时，电子膨胀阀开度保持不变。
此处电子膨胀阀开度1%控制周期按照如下公式计算：
CCT=200/ABS（Tsh-T1g-t）
其中：CCT是指电子膨胀阀开度1%的控制周期（单位：s），ABS指取绝对值。
（2）当吸气过热度Tsh≤2时，采用排气温度控制方式控制电子膨胀阀开度。
当T2＞（T2g+T）时，电子膨胀阀开度增大1%；
当T2＜（T2g-T）时，电子膨胀阀开度减小1%；
当（T2g-T）≤T2≤（T2g+T）时，电子膨胀阀开度保持不变。
此处电子膨胀阀开度1%控制周期按照如下公式计算：
CCT=200/ABS（T2-T2g-T）
（3）特殊情况优先级控制电子膨胀阀开度。优先级1：
当机组的容量调节加载时，电子膨胀阀增大5%开度；当压缩机减载时，电子膨胀阀减小5%开度。此处循环周期设定为30s，即在30s时间内容量调节加载，电子膨胀阀不动作。
优先级2：当P1≤P3时，压缩机强制减载，电子膨胀阀开度不变。此处的低压保护设定压力P3可以根据实际需要设定。优先级3：
当Tsh≤-2或者Tdh≤Tsdh时，电子膨胀阀开度减小3%。
此处电子膨胀阀开度3%控制周期按照如下公式计算：
CCT1=50/ABS（Tsh+2）
CCT2=50/ABS（Tsh-Tsdh）
优先级4：
当T2＞T2p时，电子膨胀阀开度增大3%。此处的排气温度过高保护值T2p可以根据实际需要设定，电子膨胀阀开度3%控制周期按照如下公式计算：
CCT=50/ABS（T2-T2p）
优先级5：
当Tsh＞10时，电子膨胀阀开度增大1%。此处电子膨胀阀开度1%控制周期按照如下公式计算：CCT=50/ABS（Tsh-10）
结束语
通过上述介绍的中央空调用电子膨胀阀控制方法，综合运用了吸气过热度控制、排气温度控制、5个优先级的特殊情况保护控制，更加细腻、稳定地保障了电子膨胀阀控制的最小波动性，实现了电子膨胀阀的精准、稳定控制，延长了电子膨胀阀的使用寿命，并保证了中央空调机组的稳定运行。
参考文献
[1]李甜甜，王艳.电子膨胀阀对食品冷藏设备过热度控制的试验研究[J].食品工业，2014，03：222-224.
[2]章晓龙，李征涛，陈忆喆，高联斌.电子膨胀阀对蒸发器过热度稳定性的影响[J].流体机械，2014，04：72-75.
[3]许文文，刘吉名，周致睿.基于L6258EX的步进式电子膨胀阀控制模块设计[J].电子设计工程，2014，03：111-113.
[4]黄皓，王志毅，任夫磊，程德威.电子膨胀阀射流噪声数值模拟[J].浙江理工大学学报，2014，09：512-516.