CN102937323B - 空调机组操作保护装置 - Google Patents

Abstract

一种使用于空调机组内的保护装置，其包括冷媒高压开关、冷媒低压开关、一组计数器及一组计时器，所述冷媒高/低压开关分别被安装于冷凝器与蒸发器上，用以监控冷媒压力，并提供冷媒高压过高及低压过低时的操作跳闸，以及压力恢复时的自动复原功能。此外，还有一组计数器及一组计时器用于提供特定时间内可允许跳闸次数的监测，若跳闸次数超过被允许的设定值时，空调机组将停止操作，并取消自动复原功能而以手动复原取代。当空调机组因冷凝器或蒸发气热交换状况不佳，或冷媒泄漏与膨胀阀故障时，将可在上述监控手段中被发现。

Description

空调机组操作保护装置

技术领域

本发明涉及一种空调机组内的操作保护装置。

背景技术

参考图1，该图是一种公知的空调机组(100)的示意图，其包括：蒸发器(101)、冷凝器(102)、压缩机(103)、蒸发器风扇(104)、冷凝器风扇(105)及膨胀阀(106)。所述蒸发器(101)是所述空调机组(100)中吸收热的器具，热之所以能吸收，是因为冷媒以低于所述空间的温度在管排内蒸发，热自高温流向低温，所以冷媒蒸发时吸的热而会造成周围温度的下降，冷媒在蒸发器(101)内一面进行吸热并且一面进行蒸发，到蒸发器(101)出口前全部转成冷媒蒸气。冷凝器(102)是用于移除空调空间内转移于冷媒的热，这不但要放掉空间所吸取的热，也包括系统本身操作时所产生而转移于冷媒的热。另外压缩机(103)是用于将流出蒸发器(101)的冷媒气体压缩成高压高温的冷媒气体。蒸发器风扇(104)是用来使空气吹过管排，让空间中暖空气能接触到蒸发器(101)的管排，让蒸发器达取热的目的。另外，冷凝器风扇(105)是用来使空气吹过散热表面，让冷凝器达排热的目的。膨胀阀(106)是用来控制在蒸发器(101)与冷凝器有稳定的压力差，经过冷凝器(102)冷凝后的冷媒经由管路流到膨胀阀，由于冷凝器(102)内是高压，蒸发器(101)内是低压，所以冷媒液体能自膨胀阀(106)以蒸气喷雾方式喷出，如此可吸热并降低冷媒温度到蒸发器(101)内的对应温度，其中，在蒸发器(101)出口至压缩机(103)间的管路上还附有感温器(107)，这可以感测冷媒温度以控制膨胀阀(106)开口的大小，可正确控制进入蒸发器(101)液体冷媒的流量。蒸发器管路内的冷媒压力为低压段，冷凝气管路内的冷媒压力为高压段，

当冷凝器(102)的冷媒压力过高，例如：冷凝器的冷却水管中结垢、冷凝器风扇(105)故障、冷媒冲灌过量及管路中有不凝结的气体存在时，则可能使压缩机(103)的马达过载而跳开。在不同空调应用上，因为使用环境的改变，使机组负荷的程度不同，在正常使用下，冷媒在管路中的工作温度与压力区间，并非稳定不变的，当处于相对高温的环境下，会给机组较大的负荷，而如在环境温度改变快速的情况下，机组负荷情况改变太大，其会使系统内的冷媒工作压力变化迅速，容易在超出允许区间后使空调机组产生伤害。

当蒸发器(101)热交换状况不佳、冷媒泄漏或膨胀阀(106)故障时，通常会导致蒸发器(101)压力过低，例如使用R124冷媒的空调机组，当冷媒泄漏时蒸发器(101)的压力可能低于一个大气压，持续的低压操作将使压缩机(103)的润滑油被大量累积于冷凝器(102)、蒸发器(101)或管路等元件中，使无法回到压缩机(103)中进行润滑的工作，将造成压缩机(103)升高温度而烧毁，但是在某些特殊环境中的空调机组，如炼钢厂移动型机具的空调机组(100)，环境温度温降或温升的突然变化下，蒸发器压力(101)可能会短暂地下降偏低，由于时间相当短，只要待温差变化不再时，蒸发器(101)压力将恢复正常，故实际上并不致使压缩机(103)达到损坏的程度，此时可通过短暂时间的跳闸来预防空调机组(100)的损害，而空调机组(100)跳闸后会通过自动复原来恢复操作，但是当系统发生重大异常时，例如冷媒泄漏，则会使蒸发器管路内的冷媒压力偏低太多，该异常如不处理会致使压缩机(103)达到损坏的程度，故需检测循环管路内的压力异常变化并停机维修，才实为空调机组的操作保护方法，但是，实际上循环管内的冷媒压力变化原因有许多，环境变化与冷媒泄漏两种不同种类的原因实容易同时发生，如空调机组位于人员不易经过的环境区域，所以维修机组就变成耗费人力物力的工作，实需要冷媒压力监控与判别保护方法来进行空调机组的操作保护。

发明内容

本发明提供一种空调机组内的操作保护装置，其包括冷媒高压开关、冷媒低压开关、一组计数器及一组计时器，所述冷媒高/低压开关分别被安装于冷凝器与蒸发器上，监测冷媒压力，并提供冷媒高压过高及低压过低时的操作跳闸与压力恢复时的操作自动复原功能。此外，还有一组计数器及一组计时器以提供特定时间内可允许跳闸次数值的监控，若跳闸次数超过被允许设定值时，空调机组将停止操作，并取消自动复原功能而以手动复原取代，当空调机组因冷凝器或蒸发气热交换状况不佳，冷媒泄漏或膨胀阀故障时，将可于上述监控手段中被发现。

本发明可有效使用于人员非经常性进出的区域的空调机组内，如电器室、油压室等区域的空调设备，可以保护空调设备内压缩机于上述现象发生时，避免机组反复启动后失油与过热而损毁。

附图说明

图1为公知的空调机组示意图；

图2为本发明的空调机组操作保护装置示意图；

图3为本发明的空调机组操作保护流程示意图。

【主要元件符号说明】

100   公知的空调机组      101    蒸发器

102   冷凝器              103    压缩机

104   蒸发器风扇          105    冷凝器风扇

106   膨胀阀              107    感温器

200   本发明的空调机组   201    蒸发器

202   冷凝器             203    压缩机

204   冷媒高压开关       205    冷媒低压开关

206   计数器             207    计时器

具体实施方式

参考图2为本发明的空调机组操作保护装置示意图，本发明为使用于空调机组内(200)的一种新型保护装置，其中包括冷媒高压开关(204)、冷媒低压开关(205)、一组计数器(206)及一组计时器(207)，冷媒高低压开关分别被安装于冷凝器(202)与蒸发器(201)上，用以监测冷媒压力，并提供冷媒高压过高及低压过低时操作跳闸，与压力恢复时的操作自动复原功能，一组计数器(206)及一组计时器(207)则提供特定时间内可允许跳闸次数值的监测，若跳闸次数超过被允许设定值时，空调机组(200)将停止操作，并取消自动复原的功能而以手动复原取代。

参考图2的空调机组操作保护装置示意图与图3的空调机组操作保护流程示意图(300)，在空调机组开始操作后(301)，预先设定好高低压力监视值(302)与计时器计时区间(303)，于计时区间内开始监视蒸发器(201)的低压值是否低于设定值与冷凝器(202)的高压值是否高于设定值(304)，当蒸发器(201)的低压值过低或冷凝器(202)的高压值过高时(305)，使机组暂时跳机(305A)，冷媒高压开关(204)与冷媒低压开关(205)会分别发出计数信号至计数器分别计数记录(306)，当其中一个计数器计数累加到达设定值时(307)，则取消系统自动复原功能(308)并将空调机组停止操作(309)，如计时区间计数器计数未累加到达设定值时(307)，则待空调系统的压力自动复原(310)，最后确认计时器是否计时结束(311)，如未结束则返回继续监视蒸发器(201)的低压值是否低于设定值与冷凝器(202)的高压值是否高于设定值(304)，如结束则将计数器与计时器都归零(312)。

图3的空调机组操作保护流程示意图(300)，本发明提供一种空调机组操作保护方法，包括下列步骤：提供冷媒高压监视开关，用于检测所述冷凝器的冷媒压力，并在冷媒异常高压时发出计数信号；提供冷媒低压监视开关，用于检测所述蒸发器的冷媒压力，并在冷媒异常低压时发出计数信号；提供计数器，连接至所述冷媒高压监视开关与所述冷媒低压监视开关，分别接收并累加所述冷媒高压监视开关与所述冷媒低压监视开关发出的计数信号；提供计时器，连接至所述计数器，可设定预定时间周期，来监控机组跳闸的次数；与在所述计时器所设定的预定时间周期内，当计数器累加次数达到所述设定值时，取消空调机组自动复原功能并停止空调机组的操作。

当计数器计数累加(307)未到达设定值时，且监控的冷媒低压突然异常时，冷媒低压开关(205)将使空调机组操作暂时跳闸，并再给予计数器(206)计数信号(306)，使其累加计数，待低压压力恢复时，冷媒低压开关(205)将自动使操作线路复原，机组会重新启动，所述上述手段可克服特殊环境温差突变的问题，使无人监视的机组保持正常操作，然而，当冷媒泄漏、膨胀阀故障或蒸发器热交换不佳时，蒸发器(201)的低压值会使上述手段不停产生，计数信号会快数累加，累积直到计时器设定区间内计数器所设定的值后，空调机组将停止操作并取消自动复原的功能，而以手动复原取代，防止非环境温差问题造成自动复原不断运作，这会造成润滑油无法回至压缩机中进行润滑，并造成压缩机温度升高而烧毁的现象。在冷凝器的高压监视与上述方法相同，只有压力检测位置、高压设定值及计数器第二设定值不同。所以当空调机组操作时，人员可设定计数时间(303)与计数次数限定值(302)，所述两个数值可由空调机组操作通常环境变化的数值来设定，如此就可将设定时间内环境温度变化所造成的空调机组压力变化限定，当次数不断上升时，即代表空调机组异常操作，如此可马上进行空调机组的维修检测，防患于未然。

实施例中使用R410A的空调机组，其高低压设定值分别为28Kg/cm²与6Kg/cm²，自动复原值为26Kg/cm²与8Kg/cm²，计时器与计数器分别设定为于24小时内跳闸极限5次，使冷媒泄漏至低压跳闸，约1分钟后低压压力升高至8Kg/cm²自动复原，稍后又出现低压过低跳闸，于10分钟内重复出现5次，自动复原随即被取消，必须由手动复原启动，可以警示机组的问题，并有效保护压缩机以避免损毁。

尤其在钢铁，化工等产业中，时常有设备在高低温交替作业及高粉尘高腐蚀率的环境下，空调机组设有本发明的空调机组操作保护装置，可得到更佳的操作保护。

虽然本发明已以前述优选实施例公开，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所限定者为准。

Claims (5)

1.一种空调机组操作保护装置，用于冷热交替的环境下，该空调机组操作保护装置包括：

冷媒高压监视开关，用于检测冷凝器的冷媒压力，并在监测到冷媒高压异常时发出计数信号，且使所述空调机组操作暂时跳闸，其中当冷媒高压压力恢复时，所述冷媒高压监视开关将使所述空调机组重新操作，并自动复原；

冷媒低压监视开关，用于检测蒸发器的冷媒压力，并在监测到冷媒低压异常时发出计数信号，且使所述空调机组操作暂时跳闸，其中当冷媒低压压力恢复时，所述冷媒低压监视开关将使所述空调机组重新操作，并自动复原；

计数器，连接至所述冷媒高压监视开关和所述冷媒低压监视开关，用于分别接收并累加所述冷媒高压监视开关和所述冷媒低压监视开关发出的计数信号，并设定设定值；以及

计时器，连接至所述计数器，用于提供可设定的预定时间周期来监控可允许机组跳闸的次数值。

2.根据权利要求1所述的空调机组操作保护装置，其中当所述计数器累加达所述设定值时，取消所述空调机组自动复原功能，并使所述空调机组暂停操作。

3.根据权利要求2所述的空调机组操作保护装置，其中所述计数器与所述计时器将在所述计时器所设定的所述预定时间周期结束时自动归零、重新计次与计时，以形成自动循环运行。

4.一种空调机组操作保护方法，用于冷热交替的环境下，该空调机组操作保护方法包括下列步骤：

提供冷媒高压监视开关，以用于检测冷凝器的冷媒压力，并在监测到冷媒高压异常时发出计数信号，且使所述空调机组操作暂时跳闸，其中当冷媒高压压力恢复时，所述冷媒高压监视开关将使所述空调机组重新操作，并自动复原；

提供冷媒低压监视开关，以用于检测蒸发器的冷媒压力，并在监测到冷媒低压异常时发出计数信号，且使所述空调机组操作暂时跳闸，其中当冷媒低压压力恢复时，所述冷媒低压监视开关将使所述空调机组重新操作，并自动复原；

提供计数器，该计数器连接至所述冷媒高压监视开关和所述冷媒低压监视开关，用于分别接收并累加所述冷媒高压监视开关和所述冷媒低压监视开关发出的计数信号；

提供计时器，该计时器连接至所述计数器，该计时器可设定预定时间周期，以监控机组跳闸的次数；以及

在所述计时器所设定的预定时间周期内，当所述计数器累加次数达到设定值时，取消所述空调机组自动复原功能并停止所述空调机组的操作。

5.根据权利要求4所述的空调机组操作保护方法，该空调机组操作保护方法还包括当所述计时器所设定的所述预定时间周期结束时，使所述计数器与所述计时器自动归零、重新计次与计时，以形成自动循环运行。