CN106931695A

CN106931695A - 冷冻和空调系统

Info

Publication number: CN106931695A
Application number: CN201511034060.6A
Authority: CN
Inventors: 李靖远; 曾华鹏
Original assignee: Danfoss Tianjin Ltd
Current assignee: Danfoss Tianjin Ltd
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2017-07-07

Abstract

本发明提供了一种冷冻和空调系统，该冷冻和空调系统包括：至少一个压缩机；中央控制器；电子保护模块，所述电子保护模块具有与压缩机和中央控制器通讯的至少一个接口；其中，所述电子保护模块包括压缩机运行范围图，所述压缩机运行范围图包括多个区域，所述区域的个数和每个区域的形状和尺寸是可以配置的以适用于不同的压缩机并且在每个区域执行不同的动作。

Description

冷冻和空调系统

技术领域

本发明涉及冷冻和空调系统领域，尤其涉及冷冻和空调系统。

背景技术

在冷冻和空调系统中，压缩机运行范围图描述了压缩机可以安全运行的范围。在压缩机运行范围图中可以分为几个区域，每个区域所采取的反应动作是不一样的。

压缩机在压缩机运行范围图的非安全区域运行，有可能会使压缩机损坏或者使用寿命缩短。因此，压缩机运行范围图保护是重要并且是必要的。

在现有技术的带压缩机运行范围图保护功能的压缩机中，它通过读取压缩机的排气/吸气压力传感器信号并且将它们转换成蒸发/冷凝温度。通过这两个值可以在压缩机运行范围图中确定一个坐标，通过这个坐标可以判断出它属于哪一个区域并根据不同的区域采取不同的反应。如果满足停止压缩机的条件，电子保护模块将会停止压缩机。如果满足启动压缩机的条件，电子保护模块将会启动压缩机。

每个区域的反应与部分使用者的期望不一致。因此，使得这些使用者对现有技术中的此种功能不满意，并且认为此功能导致压缩机过于频繁停机。

在一些情况下，由于中央控制器已经具备了以上的保护功能，使得部分使用者根本不需要这样的功能。另外，现有技术中的上述的压缩机运行范围图保护功能不能兼容所有类型的压缩机。甚至在一些情况下，还会由于计算错压缩机属于哪个区域，而导致灾难性的后果。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的冷冻和空调系统中的压缩机所使用的压缩机运行范围保护图的示意图；

图2是根据本发明的电子保护模块的一种工作模式的流程示意图；

图3是根据本发明的电子保护模块的另一种工作模式的流程示意图；

图4a、4b和4c分别示出采用本发明所述的射线法进行计算的多边形的不同示例；

图5是本发明所述的射线法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-5，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

在本实施例中，冷冻和空调系统包括至少一个压缩机、中央控制器和电子保护模块。该电子保护模块设置有与压缩机和中央控制器通讯的至少一个接口。

具体地，电子保护模块包括压缩机运行范围图。该压缩机运行范围图设置多个区域，可以被分类为安全区域和异常区域。每个区域所执行的动作是不同的。区域个数可以根据需要来配置，而且还可以根据需要将各个区域设置成不同的形状和尺寸。例如，将各个区域设置为不同形状的多边形。通过这样的设置可以适用于不同类型的压缩机。也就是说，本发明的压缩机运行范围图能够通过设置而呈现出更加复杂的形状或各种诸如区域个数或不同尺寸的配置，而适用于任何一款压缩机。

如图1所示，示出了具有6个区域的压缩机运行范围图，分别为区域1、2.1、2.2、2.3、3、4。如上所述，可以根据使用者或用户的需求将上述的各个区域设置成不同形状，通过这种方法该压缩机运行范围图可以适用于不同的压缩机(不同的压缩机运行范围图不同)。具体地，可以在一个示例中将上述的6个区域分别设置成：区域1为安全区域；区域2.1是因为吸气压力过低才进入该区域；区域2.2是因为高压缩比才进入该区域；区域2.3是因为低压差才进入该区域；区域3是由于压缩机回到了启动区域导致；区域4一般是处于压缩机运行范围图以外的区域。使用者可以根据需要将上述的6个区域中的某一个或几个区域设置成异常区域，而剩下的区域则可以认为是安全区域。

当然，本领域技术人员可以根据需要设置压缩机运行范围图的区域的数量，以及可以根据需要将不同的区域设定不同的形状和尺寸以及功能，本实施例仅作为对本发明的示例性的说明，不能作为对本发明的一种限制。

在冷冻和空调系统中，电子保护模块还能够根据压缩机运行范围图对与之相应的压缩机执行保护功能。该保护功能可以根据需要设置成使能和禁止，这样的功能配置可以避免压缩机过于频繁的停机。

当将保护功能设置成使能时，所述电子保护模块检测到压缩机运行在所述异常区域并满足停机条件时，将停止压缩机；如果被设置成禁止，当所述电子保护模块检测到压缩机运行在所述异常区域并满足停机条件时，不会停止压缩机，而是存储这样的历史运行信息在所述冷冻和空调系统中的非易失性存储器中以供中央控制器查询。中央控制器通过Modbus协议通讯接口或任何其他的通讯接口读取所述历史运行信息。

当保护功能设置为使能时，可以根据客户需求将每个区域的反应动作配置成“没有反应动作”、“马上停机”或“延时停机”。当设定为没有反应动作时，处于该区域的电子保护模块将不会采取任何动作；当设定为马上停机时，处于该区域的电子保护模块将会立即停止压缩机；而当设定为延时停机时，处于该区域的电子保护模块将会在一个预定的时间段后停止压缩机；其中，可以将预定的时间段选择设定为从1分钟至30分钟的范围内的任一时间段。当然，还预定的时间段还可以给设定成更短或更长。

如图2所示，如果该保护功能被设置成使能，压缩机保护器模块会从中央主控器接收高压/低压信号并以此作为根据计算目前处于压缩机运行范围图的哪一个区域。当停机条件满足时，电子保护模块将会停止压缩机。

同理，如图3所示，可知，当该保护功能被设置成禁止时，电子保护模块会从中央主控器接收高压/低压信号并以此作为根据计算目前处于压缩机运行范围图的哪一个区域。但电子保护模块不会停止压缩机。它只会存储一些相关信息并在中央主控器发出查询命令时将信息发送给主控器。中央主控器来决定是否要停止压缩机。

另外，电子保护模块能够从中央主控器，或者直接从压力/温度传感器接收排气/吸气压力或者是蒸发/冷凝温度。基于蒸发/冷凝温度，可以在压缩机运行范围图中确定一个点。并且确定该点处于哪个区域之内。

如图4a-4c和5所示，射线法将会被用来判断该点是否落在某个区域之内。每个压缩机运行范围图区域都是一个多边形，利用射线法可以知道该点与该多边形之间的关系。通过该点向左或者向右画一条水平的射线，通过判断该射线与该多边形总的交点个数为奇数还是偶数，来判断该点落在区域之内或者之外。如果交点个数为偶数，说明该点落在多边形之内，如果交点个数为奇数或0(没有交点)，说明该点落在多边形之外。

图4a示出了通常情况下射线与多边形相交的情形。然而，在判断交点个数时有一些特殊情况需要考虑，第一个是交点正好为多边形的顶点，此时只有下顶点才能算是一个交点，上顶点不算，如下图4b。若上下顶点都算交点，则一共有2个交点，判断结果为P点在多边形外面。若只有下顶点才算交点，则只有1个交点，判断结果为P点在多边形里面。第二个是P点正好在多边形的边上，此时判断P点在多边形里面。第三个是经过P点的射线和某个边重合，此时和该边的交点个数算0个(而不是无穷多个)，如下图(c)，交点个数为1个。具体地，图5示出了采用射线法的流程的具体步骤。

电子保护模块在通过射线法确定压缩机运行处于该压缩机运行范围图中的某一区域中之后，再根据所处的区域中对保护功能的设置来采取与之相应地的反应动作。而这些反应动作的信息将被存储在非易失性存储器中，并由PC或中央控制器访问。

相比于现有技术，本发明的技术方案具有以下优势：

1.该压缩机运行范围图中的区域的个数、形状、尺寸都是可以配置的，这样，可以适用于不同类型的压缩机(涡旋压缩机、螺杆机等)；

2.可以根据需要将该保护功能设置为使能或禁止。如果中央控制器已经具备了该功能，系统中的电子保护模块将会把本身的压缩机运行范围图的保护功能禁止，以避免冲突；

3.异常区域和安全区域中的每个区域的反应动作可以配置，这样的灵活设计可以适用于各种不同的需求，同时避免了压缩机过于频繁的停机；

4.采用改进的射线法来判断压缩机运行时所在的压缩机运行范围图的位置，提高了系统的反应速度和判断的精度；

5.与压缩机运行有关的历史信息和故障记录可以被读取，这样有助于分析问题。

以上仅为本发明的一些实施例，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims

1.一种冷冻和空调系统，该冷冻和空调系统包括：

至少一个压缩机；

中央控制器；

电子保护模块，所述电子保护模块具有与压缩机和中央控制器通讯的至少一个接口；

其中，所述电子保护模块包括压缩机运行范围图，所述压缩机运行范围图包括多个区域，所述区域的个数和每个区域的形状和尺寸是可以配置的以适用于不同的压缩机并且在每个区域执行不同的动作。

2.根据权利要求1所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

电子保护模块能够基于所述压缩机运行范围图对压缩机执行保护功能。

3.根据权利要求2所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

所述保护功能被设置成使能或禁止：

如果被设置成使能，当所述电子保护模块检测到压缩机运行在被认为是异常区域的区域中并满足停机条件时，将停止压缩机，

如果被设置成禁止，当所述电子保护模块检测到压缩机运行在所述异常区域并满足停机条件时，不会停止压缩机，而是存储这样的历史运行信息在所述冷冻和空调系统中的非易失性存储器中以供中央控制器查询。

4.根据权利要求3所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

中央控制器通过Modbus协议通讯接口读取所述历史运行信息。

5.根据权利要求3所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

当所述保护功能被设置成使能时，每个区域的反应动作能够配置成没反应动作、马上停机和延时停机。

6.根据权利要求5所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

所述延时停机是当压缩机处于该区域时电子保护模块将在一个预定的时间段之后使压缩机停机。

7.根据权利要求5所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

在所述保护功能被设置成使能时，电子保护模块从中央控制器接收高压/低压信号，并基于所述高压/低压信号计算目前压缩机处于压缩机运行范围图中的哪个区域内，或所述电子保护模块直接从所述冷冻和空调系统中的压力/温度传感器接收排气/吸气压力或者蒸发/冷凝温度，并基于排气/吸气压力或蒸发/冷凝温度，在所述压缩机运行范围图中确定一个点，并确定该点位于所述压缩机运行范围图的哪个区域；和

在满足停机条件时，电子保护模块将使压缩机停止运行。

8.根据权利要求5所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

在所述保护功能被设置成禁止时，电子保护模块从中央控制器接收高压/低压信号并基于所述高压/低压信号计算目前压缩机处于压缩机运行范围图中的哪个区域内，或所述电子保护模块直接从所述冷冻和空调系统中的压力/温度传感器接收排气/吸气压力或者蒸发/冷凝温度，并基于排气/吸气压力或蒸发/冷凝温度，在所述压缩机运行范围图中确定一个点，并确定该点位于所述压缩机运行范围图的哪个区域；和

在满足停机条件时，电子保护模块不会使压缩机停止运行，而是存储该停机信息并在中央控制器发出查询命令时将该停机信息发送给中央控制器且由中央控制器决定是否要停止压缩机。

9.根据权利要求7或8所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

所述电子模块采用射线法来确定所述点是否落在某个区域内。

10.根据权利要求9所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

所述每个区域为多边形，且通过所述射线法确定所述点与所述多边形之间的关系。

11.根据权利要求10所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

所述射线法的具体步骤为：

通过所述点向左或向右画出一条水平的射线；

判断所述射线与所述多边形总的交点数为偶数、奇数或无交点；

如果总的交点数为偶数，则所述点位于该多边形内，所述总的交点数为奇数或无交点，则所述点位于该多边形外。

12.根据权利要求11所述的冷冻和空调系统，其特征在于，

在通过射线法确定压缩机处于所述压缩机运行范围图中的某一区域中之后，电子保护模块将根据其采取不同的反应动作。