CN104197596B - 一种制冷压缩机防低温液击的自控装置及自控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷压缩机防低温液击的自控装置和自控方法，其中自控装置包括气液分离器，该气液分离器设置进气管道的进气端；并且在气液分离器上设有采集器表面温度的分离器温度传感器；同时在进气管道外壁上套设有电加热体，该电加热体与驱动电路电连接，该驱动电路与控制电路电连接；该控制电路还采集进气管道内的吸气温度吸气压力；该控制电路将采集到的分离器温度传感器、吸气温度传感器和吸气压力传感器数值进行比较，在三个数值中任一项正常的情况下，进气管道内未发生液击现象，电加热体不加热消除液击；在三个数值均不正常的情况下，控制电路控制驱动电路接通，使电加热体开始加热来消除液击。因此本发明实现了自动提防液击，降低了制冷压缩机的损坏。

Description

一种制冷压缩机防低温液击的自控装置及自控方法

技术领域

本发明涉及制冷压缩机技术领域，尤其涉及一种制冷压缩机防低温液击的自控装置及自控方法。

背景技术

随着世界能源紧缺形势的日益严重，对制冷压缩机等耗能产品的效率提出了越来越高的要求。而制冷压缩机是制冷、空调、冷水机组、热泵等系统的核心设备，其显著影响着系统的能耗，因此提高系统的效率最直接有效手段是提高制冷压缩机的效率。

影响制冷压缩机效率的因素包括低温液击，该因素使制冷压缩机的实际效率远远低于理论效率。低温液击是因为制冷剂没有完全蒸发，使蒸发的气态制冷剂中含有液滴；或者是因为节流装置开度过大或控制失灵使系统制冷剂过多；或者是因为运转温度低、润滑油粘度大使润滑条件恶化而导致液击。当制冷压缩机出现异常冲击带有敲击或撞击声时，并强烈摇摆振动时，表明制冷压缩机体内正在发生液击现象，因此液击加剧了制冷压缩机的磨损。尤其在冬季使用制冷压缩机，会经常因为环境温度低造成较重的液击，而直接损坏制冷压缩机。

针对上述技术问题，目前采用的措施为：在蒸发器与制冷压缩机的进气管道之间加设气液分离器，并根据气液分离器的表面温度等效于正常状态的蒸发态制冷剂的温度的原理来消除液击。该气液分离器的作用是减少进入压缩机的液体量，其消除液击的方式为：让低压蒸汽制冷剂在被制冷压缩机吸入前先经过气液分离器，使有可能夹带在低压蒸汽中的液体被分离出来，从而保证了进入制冷压缩机的制冷剂为蒸发状态，即保障了制冷压缩机是干行程运行。该消除液击的方式在制冷压缩机运行正常的情况下，能够根据气液分离器的表面温度来消除液击，但是一旦出现蒸发不彻底、节流失控、温度过低、过热度偏低等产生液滴的状况，使气液分离器表面温度急剧下降，甚至结霜，导致气液分离器的表面温度低于正常状态的蒸发态制冷剂的温度，在这种情况下若再根据气液分离器表面的温度来消除液击，则不能准确消除液击，导致制冷压缩机被损坏。

例如，地源热泵中央空调使用适应性很好的螺杆式制冷压缩机组成系统，并且系统中的制冷压缩机在进气管道内靠近其出气端设有吸气压力传感器和吸气温度传感器，该吸气压力传感器和吸气温度传感器与地源热泵机房的控制柜电连接，通常该地源热泵的机房内无人值班让系统自动运行。而螺杆式制冷压缩机加工与装配精度要求很高，对润滑系统要求很高，润滑油需要油泵、油冷却器和油回收器等较多辅助设备配套，因此螺杆式制冷压缩机在较低程度的液击下能够保持安全，一旦出现吸气过热度比较小必定发生液击，或一旦积累液击情况下处在无人值守的失守情况，积液会使运转温度下降、润滑油粘度大使润滑条件恶化，造成制冷压缩机强烈摇摆振动，而采用目前的气液分离器则不能消除，结果损坏螺杆式制冷压缩机。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种制冷压缩机防低温液击的自控装置，该自控装置无需人工监视便能准确的自动消除液击，提高了制冷压缩机的效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种制冷压缩机防低温液击的自控装置包括气液分离器，所述气液分离器的进气端与蒸发器的排气端连接，所述气液分离器的出气端与进气管道的进气端连接，所述进气管道的出气端与制冷压缩机的进气端连接；所述气液分离器的表面设有分离器温度传感器，所述分离器温度传感器用于检测所述气液分离器表面的温度；还包括数量为三的整数倍的环状的电加热体，每相所述电加热体均套设在所述进气管道外壁上；数量与所述电加热体一致的驱动电路；每个所述驱动电路均用于驱动与其电连接的所述电加热体开始或停止加热；控制电路，所述控制电路分别与所述分离器温度传感器和所述驱动电路电连接；所述控制电路还分别与设在所述进气管道内靠近其出气端的吸气温度传感器和吸气压力传感器电连接。

优选方式为，所述驱动电路包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端与所述控制电路电连接，所述光电耦合器的输出端与双向可控硅电连接，所述双向可控硅与所述电加热体电连接。

优选方式为，每相所述电加热体均与外部的环境绝缘

优选方式为，所述电加热体选用环状的陶瓷电加热体。

优选方式为，所述控制电路选用单片机电路。

优选方式为，所述制冷压缩机防低温液击的自控装置还包括控制面板，所述控制面板上设有显示屏和扬声器，所述显示屏和扬声器均与所述控制电路电连接。

本发明的第二目的在于提供一种制冷压缩机防低温液击自控装置的自控方法，该自控方法能够更准确的判断是否发生液击，并能够自动消除液击，从而避免了误动作。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种制冷压缩机防低温液击自控装置的自控方法，包括以下步骤：

(a)、采集数值：所述控制电路采集所述分离器温度传感器、所述吸气温度传感器和所述吸气压力传感器的数值；

(b)、进行比较：所述控制电路将所述分离器温度传感器所采集的所述气液分离器的表面温度值Ta1与预先设定值Ta0进行比较；将所述吸气温度传感器所采集的所述进气管道的温度值Tb1与预先设定值Tb0进行比较；将所述吸气压力传感器所采集的所述进气管道的压力值P1与预先设定值P0进行比较；

(c)、判断并下达命令：所述气液分离器的表面温度值Ta1不低于预先设定值Ta0时，所述控制电路控制所述驱动电路断开；当所述气液分离器的表面温度值Ta1低于预先设定值Ta0，所述进气管道的吸气温度Tb1持续低于预先设定值Tb0，所述进气管道的吸气压力值P1持续高于预先设定值P0时，所述控制电路控制所述驱动电路接通，所述电加热体加热；

(d)、液击消除：所述控制电路检测所述电加热体的加热状态，当所述电加热体加热到15℃后，所述进气管道内的液体蒸发液击消除，所述控制电路控制所述驱动电路断开，使所述电加热体停止加热。

优选方式为，所述步骤(c)中，所述控制电路将所述双向可控硅导通使所述电加热体的电压调至220V开始加热；所述步骤(d)中，所述控制电路将所述双向可控硅截止使所述电加热体的电压调至50V停止加热。

优选方式为，所述步骤(c)中，所述分离器温度传感器所采集的数值Ta1低于预先设定值Ta0，所述吸气温度传感器所采集的数值Tb1低于预先设定值Tb0，且所述吸气压力传感器所采集的数值P1高于预先设定值P0时，所述控制电路将所述采集数值显示在所述显示屏上，所述扬声器通电报警；并且所述电加热体加热到15℃的温度值显示在所述显示屏上。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于本发明的制冷压缩机防低温液击的自控装置包括气液分离器和控制电路，其中控制电路同时采集分离器温度传感器、进气管道内靠近出气端的吸气温度传感器和吸气压力传感器的数值，控制电路并将所采集的数值进行比较；当上述所采集的数值任一项正常时，表明制冷压缩机的进气管道内内未发生液击现象，那么控制电路无需启动电加热体来加热消除液击；当气液分离器表面的温度低于预先设定值，并且进气管道内的吸气温度的持续低于预先设定值，进气管道内的吸气压力均持续高于预先设定值时，则控制电路控制驱动电路接通，使电加热体开始加热消除进气管道内的液滴来消除液击。由于本发明的自控装置通过检测三处的数值，来准确的自动控制电加热体加热来消除液击，从而避免了气液分离器的表面温度不等效于正常状态的蒸发态制冷剂的温度时所导致的误动作；因此本发明在无需人工监视的情况下能够自动准确的消除液击，降低了制冷压缩机的损坏。

附图说明

图1是本发明制冷压缩机防低温液击的自控装置的结构示意图；

图2是本发明制冷压缩机防低温液击的自控装置的自控方法的流程图；

图中：1—气液分离器、10—分离器的进气端、11—分离器的出气端、2—进气管道、20—进气管道的进气端、21—进气管道的出气端、3—陶瓷电加热体、4—吸气温度传感器、5—吸气压力传感器、6—分离器温度传感器、7—制冷压缩机的进气端、8—驱动电路、80—光电耦合器、81—双向可控硅、9—单片机电路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种制冷压缩机防低温液击的自控装置，包括气液分离器1，该气液分离器的进气端10与蒸发器的排气端连接，该气液分离器的出气端11与进气管道的进气端20连接，该进气管道的出气端21与制冷压缩机的进气端7连接；其中气液分离器1的表面设有分离器温度传感器6，该分离器温度传感器6用于检测气液分离器1表面的温度；还包括

数量为3的两倍的电加热体，分成两组，每组为A相电加热体、B相电加热体和C相电加热体，每相电加热体的零线E接在一起；每相电加热体均与外部环境绝缘，使其适合制冷压缩机内的环境，增加安全性；本实施例的电加热体选用环状陶瓷电加热体3；

数量与电加热体一致的驱动电路8，本实施例为六个驱动电路8，本实施例的驱动电路8包括一个光电耦合器80，该光电耦合器80的输入端与控制电路电连接，该光电耦合器80的输出端与双向可控硅81电连接，该双向可控硅81与陶瓷电加热体3电连接；其中双向可控硅81可由单向可控硅、三极管或者二极管等开关代替，但是其余开关的电源利用率不高；由于双向可控硅81具有双向导通的功能，使电源的正向和负向均被利用；上述光电耦合器80将输入、输出的电信号良好的隔离，提高了制冷压缩机运行的安全性；

控制电路，本实施例选用单片机电路9，该单片机电路9分别与分离器温度传感器6、吸气温度传感器4和吸气压力传感器5电连接，因此单片机电路9能够采集气液分离器1的表面温度，进气管道2内靠近其出气端的吸气温度和吸气压力。该单片机电路9还与每个驱动电路8的光电耦合器80的输入端电连接，使单片机电路9能够给光电耦合器80输入断开或接通的电信号，进而控制双向可控硅81截止或导通，最终实现控制陶瓷电加热体3开始或停止加热；

制冷压缩机防低温液击的自控装置还包括控制面板，该控制面板上设有显示屏和扬声器，其中显示屏和扬声器均与单片机电路9电连接，使单片机电路9能够将各项数值显示在显示屏上，同时能够让扬声器发声报警。

如图2所示，本发明自控装置的自控方法为：

采集数值：单片机电路9不停采集分离器温度传感器6、吸气温度传感器4和吸气压力传感器5的数值；

进行比较：单片机电路9将分离器温度传感器6所采集的气液分离器1的表面温度值Ta1与预先设定值Ta0进行比较；将吸气温度传感器4所采集的进气管道2的温度值Tb1与预先设定值Tb0进行比较；将吸气压力传感器5所采集的进气管道2的压力值P1与预先设定值P0进行比较；

判断并下达命令：气液分离器1的表面温度值Ta1不低于预先设定值Ta0时，单片机电路9控制驱动电路8断开；当气液分离器1的表面温度值Ta1低于预先设定值Ta0，在吸气过热度(是指制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度与饱和温度之差)值低于预先设定值时，进气管道2的吸气温度Tb1持续低于预先设定值Tb0，进气管道2的吸气压力值P1持续高于预先设定值P0时，单片机电路9控制驱动电路8接通，陶瓷电加热体3加热；该陶瓷电加热体3以每秒钟温升0.2～0.5℃的升温速率加热，由于陶瓷电加热体3升温快，从而不影响制冷压缩机的工作；

液击消除：单片机电路9检测陶瓷电加热体3的加热状态，当陶瓷电加热体3加热到15℃后，进气管道2内的液体蒸发液击消除，单片机电路9控制驱动电路8断开，使陶瓷电加热体3停止加热。

上述单片机电路9控制陶瓷电加热体3通电开始加热或断电停止加热的方式可为，将双向可控硅81断开使陶瓷电加热体3的电压调至50V停止加热，将双向可控硅81接通使陶瓷电加热体3的电压调至220V开始加热。

在检测到气液分离器1的表面温度值Ta1、进气管道2内的吸气温度值Tb1低于预先设定值Ta0、进气管道2的吸气压力P1高于预先设定值时，单片机电路9将所采集的各项数值显示在显示屏上，并且扬声器通电报警。在检测到气液分离器1的表面温度值Ta1、进气管道2内的吸气温度值Tb1和进气管道2的吸气压力P1中任一项正常时，单片机电路9均给光电耦合器80的输入端输入断开的电信号，使陶瓷电加热体3不加热。

本发明的自控装置在使用过程中，分离器温度传感器6不停检测气液分离器1的表面温度、并将该温度值传给单片机电路9，单片机电路9将该数值比较，得出正常或不正常的结果；同时单片机电路9采集地源热泵机组必备的检测项目吸气压力和吸气温度的数值，并将该数值进行比较；最终单片机电路9利用三点检测的方式，来下达陶瓷电加热体3停止或开始加热的命令，从而避免了制冷剂蒸发不彻底、节流失控、温度过低、过热度偏低等产生液滴的状况，使气液分离器1表面温度急剧下降甚至结霜，使气液分离器1不能准确消除液击的情况发生。而且本发明的自控装置无需人工操作，自动完成液击消除，提高了运行的安全性。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种制冷压缩机防低温液击的自控装置结构的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制冷压缩机防低温液击的自控装置，包括气液分离器，所述气液分离器的进气端与蒸发器的排气端连接，所述气液分离器的出气端与进气管道的进气端连接，所述进气管道的出气端与制冷压缩机的进气端连接；所述气液分离器的表面设有分离器温度传感器，所述分离器温度传感器用于检测所述气液分离器表面的温度；其特征在于：还包括

数量为三的整数倍的环状的电加热体，每相所述电加热体均套设在所述进气管道外壁上；

数量与所述电加热体一致的驱动电路；每个所述驱动电路均用于驱动与其电连接的所述电加热体开始或停止加热；

控制电路，所述控制电路分别与所述分离器温度传感器和所述驱动电路电连接；所述控制电路还分别与设在所述进气管道内靠近其出气端的吸气温度传感器和吸气压力传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置，其特征在于：所述驱动电路包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端与所述控制电路电连接，所述光电耦合器的输出端与双向可控硅电连接，所述双向可控硅与所述电加热体电连接。

3.根据权利要求2所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置，其特征在于：每相所述电加热体均与外部的环境绝缘。

4.根据权利要求2所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置，其特征在于：所述电加热体选用环状的陶瓷电加热体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置，其特征在于：所述控制电路选用单片机电路。

6.根据权利要求5所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置，其特征在于：所述制冷压缩机防低温液击的自控装置还包括控制面板，所述控制面板上设有显示屏和扬声器，所述显示屏和扬声器均与所述控制电路电连接。

7.根据权利要求1所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置的自控方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)、采集数值：所述控制电路采集所述分离器温度传感器、所述吸气温度传感器和所述吸气压力传感器的数值；

(b)、进行比较：所述控制电路将所述分离器温度传感器所采集的所述气液分离器的表面温度值Ta1与预先设定值Ta0进行比较；将所述吸气温度传感器所采集的所述进气管道的温度值Tb1与预先设定值Tb0进行比较；将所述吸气压力传感器所采集的所述进气管道的压力值P1与预先设定值P0进行比较；

(c)、判断并下达命令：所述气液分离器的表面温度值Ta1不低于预先设定值Ta0时，所述控制电路控制所述驱动电路断开；当所述气液分离器的表面温度值Ta1低于预先设定值Ta0，所述进气管道的吸气温度Tb1持续低于预先设定值Tb0，所述进气管道的吸气压力值P1持续高于预先设定值P0时，所述控制电路控制所述驱动电路接通，所述电加热体加热；

(d)、液击消除：所述控制电路检测所述电加热体的加热状态，当所述电加热体加热到15℃后，所述进气管道内的液体蒸发液击消除，所述控制电路控制所述驱动电路断开，使所述电加热体停止加热。

8.根据权利要求7所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置的自控方法，其特征在于：所述驱动电路包括光电耦合器，所述光电耦合器的输入端与所述控制电路电连接，所述光电耦合器的输出端与双向可控硅电连接，所述双向可控硅与所述电加热体电连接，

所述步骤(c)中，所述控制电路将所述双向可控硅导通使所述电加热体的电压调至220V开始加热；

所述步骤(d)中，所述控制电路将所述双向可控硅截止，使所述电加热体的电压调至50V停止加热。

9.根据权利要求7所述的制冷压缩机防低温液击的自控装置的自控方法，其特征在于：所述制冷压缩机防低温液击的自控装置还包括控制面板，所述控制面板上设有显示屏和扬声器，所述显示屏和扬声器均与所述控制电路电连接，

所述步骤(c)中，所述分离器温度传感器所采集的数值Ta1低于预先设定值Ta0，所述吸气温度传感器所采集的数值Tb1低于预先设定值Tb0，且所述吸气压力传感器所采集的数值P1高于预先设定值P0时，所述控制电路将所述采集数值显示在所述显示屏上，所述扬声器通电报警；

所述步骤(d)中，所述电加热体加热到15℃的温度值显示在所述显示屏上。