CN111051572A - 用于暖通空调制冷的腐蚀保护系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种腐蚀保护系统。腐蚀保护系统包括耦合到设备的电接触件。电接触件可向设备施加负电势。腐蚀保护系统包括传感器。传感器检测相对于设备的湿气。腐蚀保护系统包括电源。电源电耦合到电接触件，并根据处理器的命令向电接触件提供负电势。处理器利用经由电接触件附接到设备的电源来基于来自传感器的传感器信号向设备提供和施加负电势。传感器信号指示由传感器对湿气的检测。

Description

用于暖通空调制冷的腐蚀保护系统

背景技术

一般来说，腐蚀是由与环境的反应引起的金属降解（degradation），诸如金属的材料表面上的氧化和/或化学侵蚀。例如，铜容易受到来自含硫气体的侵蚀。与环境的反应也能引起在材料表面上形成非保护层。此外，未受保护的金属继续与污染物反应并受腐蚀。当不加检查，并且处于长期条件下，持续腐蚀能危及金属的完整性。

因而，存在对于能监测、检测、解决和/或防止腐蚀的腐蚀保护系统的需要。

发明内容

根据一个或多个实施例，提供了一种腐蚀保护系统。所述腐蚀保护系统包括：耦合到设备并被配置成向所述设备施加负电势的电接触件；检测相对于所述设备的湿气的传感器；电耦合到所述电接触件并被配置成根据处理器的命令向电接触件提供负电势的电源；以及处理器，所述处理器利用经由所述电接触件附接到设备的所述电源来基于来自传感器的传感器信号向设备提供和施加负电势，所述传感器信号指示由所述传感器对湿气的检测。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例，所述负电势可能包括比没有施加电势时更负的电势，并且所述负电势当被施加时能减轻、停止或防止设备的腐蚀。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，电接触件能耦合到暴露于湿气的所述设备的金属组件或其部分。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述金属组件或其部分能选自由集管箱接头（tube header joint）、箱体或容器单元的轨道和微通道热交换器盘管组成的组中的至少一个部件。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述传感器能包括腐蚀传感器，所述腐蚀传感器包括阴极金属层和阳极金属层，并且所述阴极金属层能被配置成允许所述湿气从其中通过。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述电接触件能包括两个电极，这两个电极用设备的金属作为连接电阻器来完成电路。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述处理器能确定减轻由于湿气引起的腐蚀所要求的所述负电势。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述处理器能按照从50至100毫伏的范围来调节来自所述电源的直流电压。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述腐蚀保护系统能包括传感器反馈回路，所述传感器反馈回路通过轮询所述传感器并经由所述电接触件施加所述负电势来持续检查所述设备的状态，直到腐蚀威胁消失为止。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述传感器能包括腐蚀传感器，所述腐蚀保护系统能包括：包括电接触件的一个或多个电极；包括腐蚀传感器的一个或多个传感器；以及控制器，所述控制器包括：多路复用器，所述多路复用器从电源向一个或多个电极提供负电势；电源；以及向多路复用器施加一个或多个选择信号的处理器。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护系统实施例中的任何腐蚀保护系统实施例，所述腐蚀保护系统能包括多个电极，所述多个电极包括所述电接触件，所述多个电极中的每个在所述设备内建立一区域。

根据一个或多个实施例，提供了一种腐蚀保护方法。所述腐蚀保护方法包括：由耦合到设备的电接触件向所述设备施加负电势；由传感器检测相对于设备的湿气；由电耦合到电接触件的电源根据处理器的命令向所述电接触件提供负电势；以及由处理器利用经由所述电接触件附接到设备的电源来基于来自传感器的传感器信号向所述设备提供和施加负电势，所述传感器信号指示由传感器对湿气的检测。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例，所述负电势可能包括比没有施加电势时更负的电势，并且所述负电势当被施加时减轻、停止或防止设备的腐蚀。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，电接触件能耦合到暴露于湿气的所述设备的金属组件或其部分。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，所述传感器能包括腐蚀传感器，所述腐蚀传感器包括阴极金属层和阳极金属层，并且所述阴极金属层能被配置成允许所述湿气从其中通过。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，所述电接触件能包括两个电极，这两个电极用设备的金属作为连接电阻器来完成电路。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，所述处理器能确定减轻由于湿气引起的腐蚀所要求的所述负电势。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，所述处理器能按照从50至100毫伏的范围来调节来自所述电源的直流电压。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，所述腐蚀保护系统能包括传感器反馈回路，所述传感器反馈回路通过轮询所述传感器并经由所述电接触件施加所述负电势来持续检查所述设备的状态，直到腐蚀威胁消失为止。

根据一个或多个实施例或上述腐蚀保护方法实施例中的任何腐蚀保护方法实施例，所述腐蚀保护方法能包括：经由控制器的多路复用器从电源向一个或多个电极提供负电势，所述一个或多个电极包括电接触件；以及由处理器向多路复用器施加一个或多个选择信号。

附图说明

以下描述不应被认为以任何方式限制。参考附图，相似的元件编号相像：

图1描绘了根据一个或多个实施例的腐蚀保护系统；

图2描绘了根据一个或多个实施例的腐蚀保护过程流程；以及

图3描绘了根据一个或多个实施例的腐蚀保护系统。

具体实施方式

本文中参考图，通过范例而非限制的方式给出了所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。

本文中的实施例涉及腐蚀保护系统、方法和/或计算机程序产品（本文中统称为腐蚀保护系统）。腐蚀保护系统包括向暖通空调制冷（HVACR）装备（equipment）的金属提供电势的电源。HVACR装备能相对于沿海盘管（coastal coil）、集成集装箱箱体、位于污染环境附近（例如，工厂、餐馆、道路等附近）的装备找到。金属可能是暴露于湿气的HVACR装备的任何金属组件或其部分。电势是这样的：它比没有施加电势时更负；即“负”电势减轻、停止和/或防止金属腐蚀。

现在转到图1，根据一个或多个实施例描绘了腐蚀保护系统100。如所描绘的，腐蚀保护系统100包括设备101、电源105、控制器110、电接触件112和传感器113。根据一个或多个实施例，腐蚀保护系统100利用附接到设备101的电源105来汲取电力，并跨设备101两端（甚至当设备101不操作时）提供恒定电压。腐蚀保护系统100的技术效果和益处能包括持续的腐蚀保护，其能通过减少或消除腐蚀的（一个或多个）作用来延长HVAC装备的使用寿命。因而，腐蚀保护系统100能减少对于金属组件（例如，热交换盘管）或不锈钢内部组件（例如，管道、阀门、传感器等）上的特殊涂层的需要。

设备101可能是HVACR装备的任何组件、器具或机械。设备101的示例能包括但不限于冷却器、空调单元、热泵、风机盘管、集管箱接头、箱体/容器单元（例如，住宅或运输系统）的底座轨道以及微通道热交换器盘管的区段。

电源105可能是能够提供负电势的任何电源。电源105可能是直流（DC）电源。电源105的示例能包括但不限于到电网的硬布线、太阳能装备和/或电池本身（例如，电存储系统电池加上控制器和逆变器）。电接触件112能包括能够用设备101的金属作为连接电阻器来完成电路的两个电极。这样，当由电源105向电接触件112输送负电势时，生成防止或抵消腐蚀的电流。注意，根据一个或多个实施例，保护能发生在设备101的金属的表面上存在电解质（诸如，冷凝物或盐水的薄膜）的情况下。

传感器113可能是检测关于腐蚀保护系统100的设备101（或其中的对应组件）的事件或变化的任何机电组件。一般而言，传感器113可能是检测设备101的金属何时是湿的湿干计。传感器113能共同位于设备101的金属的代表性地点。也就是说，传感器113被配置成放置在HVACR装备的暴露的金属组件或其部分（诸如，室外HVAC单元）上或它们附近，以监测和估计天气对HVAC单元的腐蚀性影响。传感器113的几何形状能类似于代表性地点的几何形状，即微通道热交换器盘管可要求传感器113的圆形几何形状。传感器113的示例能包括但不限于湿度传感器、温度传感器和腐蚀传感器。根据一个或多个实施例，能利用湿度传感器和表面温度传感器通过逻辑来辨别设备101的金属是否是湿的。传感器113能将事件或变化作为传感器信号输出到腐蚀保护系统100的其它组件（例如，控制器110）。注意，虽然示出了一个传感器113，但是不同的实施例能按腐蚀保护系统100要求包括多个传感器113。

根据一个或多个实施例，腐蚀传感器能包括部署在外壳内的阴极金属层和阳极金属层。外壳能被配置成具有邻近于阴极金属层定位的开口以允许湿气从其中通过。阴极金属层能被配置成允许湿气从其中通过。在一些实施例中，外壳的周边是密封的。将领会，外壳的周边可由适合于在周边周围产生不透水密封的任何材料密封。阴极金属层可经由环氧树脂安置并附于阳极金属层上，使得在其间产生气隙。气隙能容纳将阴极和阳极金属表面分开的棉纱布材料，或其它合适的材料。例如，在操作中，阴极金属层暴露于环境，使得湿气可进入腐蚀传感器并穿过阴极金属层、弄湿棉纱布、并与阳极金属层接触。

根据一个或多个实施例，腐蚀传感器能进一步包括可操作地耦合到阴极金属层和阳极金属层的数据记录器。数据记录器能选自包括电流数据记录器和电压数据记录器的组。例如，电流数据记录器被配置成至少部分基于从阴极金属层流过阳极金属层的所测量动电电流（galvanic current）来确定腐蚀等级。电压数据记录器被配置成至少部分基于阴极金属层和阳极金属层之间的所测量动电电势来确定腐蚀等级。数据记录器可包括部署在其中以将腐蚀等级、所测量的动电电流和/或所测量的动电电势传送到控制器110的通信模块。

控制器110根据来自传感器113的传感器信号至少操作电源105（并且转而操作电接触件112）。控制器110能包括一个或多个中央处理单元（CPU）（统称或一般称为处理器131）。处理器131（也称为处理电路）经由系统总线132耦合到存储器133和各种其它组件。存储器133能包括只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）。ROM能耦合到系统总线132，并且可包括基本输入/输出系统（BIOS），BIOS控制控制器110的某些基本功能。RAM可能是供处理器131使用的耦合到系统总线132的读写存储器。用于在控制器110上执行的软件135可被存储在存储器133中。根据一个或多个实施例，软件135能包括当来自传感器113的传感器信号指示其电势或湿气时（例如，当所测量的动电电流/电势超过预定极限时）实现由电源105向设备101施加电势的指令，以及当湿气存在时实现/传送预警信号的指令。存储器133是由处理器131可读的有形存储介质的示例，其中软件135被存储为用于由处理器131执行以使腐蚀保护系统100如本文中所描述那样操作的指令。本文中将更详细地讨论此类指令的执行以及计算机程序产品的示例。

控制器110能进一步包括耦合到系统总线132的通信适配器136和接口适配器138。通信适配器136能将系统总线132与网络互连，该网络可以是外部网络，使得腐蚀保护系统100能够与其它系统通信。接口适配器138能将多个装置与控制器110互连和集成，诸如电源105和传感器113。

现在转到图2，根据一个或多个实施例描绘了腐蚀保护过程流程200。腐蚀保护过程流程200开始于框205，其中控制器110基于来自传感器113的传感器信号来识别湿气。

在框210，控制器110确定减轻由于湿气引起的腐蚀所要求的负电势。负电势可能包括按照从50至100毫伏的范围但不限于此范围来调节来自电源105的DC电压。

在框215，控制器110使/命令电源105经由电接触件112向设备施加负电势。

在判定框220，控制器110确定腐蚀是否被充分减轻。如果腐蚀没有被充分减轻，则腐蚀保护过程流程200返回到框215（如由“否”箭头所示）。判定框220的操作能被认为是传感器反馈回路，其中防腐蚀系统100通过轮询传感器来持续检查设备101的状态，并经由电接触件施加负电势，直到腐蚀威胁消失为止。

如果湿气（或其电势）已经被移除，则腐蚀保护过程流程200进行到框225（如由“是”箭头所示）。在框225，控制器110使/命令电源105从设备101的金属移除负电势。

图3描绘了根据一个或多个实施例的腐蚀保护系统300。如所描绘的，腐蚀保护系统300包括子系统301和控制器310。子系统可能是本文中所描述的任何HVACR系统或装备。控制器310能包括电源315、多路复用器316和处理器331。控制器310电耦合到分别在子系统301内建立区域Z1、Z2和Z3的一个或多个传感器332、333和334。腐蚀保护系统300利用区域Z1、Z2和Z3来识别和监测子系统301的部分。

控制器110还电耦合到一个或多个电极336、337和338。电极336、337和338能被放置在整个子系统301中和/或进一步放置在整个区域Z1、Z2和Z3本身中的位置。根据一个或多个实施例，电极336、337和338能按优化子系统301内的防腐蚀的模式放置。能利用多路复用器316从电源向一个或多个电极336、337和338施加负电势。例如，基于由控制器310的处理器331接收到的传感器信号M1、M2和M3，处理器331能向多路复用器316施加一个或多个选择信号S1、S2和S3（例如，命令），以从电源向一个或多个电极336、337和338提供负电势。

本发明可以是在任何可能的技术细节集成级别的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可包括计算机可读存储介质（或多个介质），其上具有用于使处理器运行本发明的方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可能是有形装置，其能保留和存储指令以供指令执行装置使用。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储装置、磁存储装置、光存储装置、电磁存储装置、半导体存储装置或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更特定示例的非详尽列表包括如下项：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪速存储器）、静态随机存取存储器（SRAM）、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、数字通用盘（DVD）、存储条、以及前述的任何合适的组合。本文中所使用的计算机可读存储介质不应被解释为暂态信号本身，诸如无线电波或其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输介质传播的电磁波（例如，通过光纤电缆传递的光脉冲）或通过电线传送的电信号。

本文中描述的计算机可读程序指令能从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理装置或经由网络（例如，因特网、局域网、广域网和/或无线网络）下载到外部计算机或外部存储装置。网络可包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理装置中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以便存储在相应的计算/处理装置内的计算机可读存储介质中。

用于运行本发明操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构（ISA）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、用于集成电路的配置数据或者以一种或更多种编程语言（包括诸如Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言的过程编程语言）的任何组合编写的源代码或目标代码。计算机可读程序指令可完全在用户的计算机上执行，部分在用户的计算机上执行，作为独立软件包，部分在用户的计算机上，且部分在远程计算机上，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一情形下，远程计算机可通过任何类型网络（包括局域网（LAN）或广域网（WAN））连接到用户的计算机，或者连接可向外部计算机（例如，使用因特网服务提供商通过因特网）做出。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）或可编程逻辑阵列（PLA）的电子电路可通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化电子电路而执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的方面。

术语“大约”旨在包括与基于在提交申请时可用的设备测量特定量相关联的误差程度。

本文中所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并且并不旨在成为本公开的限制。如本文中所使用的，除非上下文另有清楚地指示，否则单数形式“一（a/an）”和“该（the）”旨在也包括复数形式。将进一步理解，术语“包括（comprise和/或comprising）”当在本说明书中使用时，规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件组件和/或其群组的存在或添加。

尽管已经参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但是由本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可做出各种改变并且等效物可代替其元件。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应于本公开的教导。因此，旨在的是本公开不限于作为设想用于实行该公开的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落在权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种腐蚀保护系统，包括：

电接触件，所述电接触件耦合到设备并被配置成向所述设备施加负电势；

传感器，所述传感器检测相对于所述设备的湿气；

电源，所述电源电耦合到所述电接触件，并被配置成根据处理器的命令向所述电接触件提供负电势；以及

所述处理器，所述处理器利用经由所述电接触件附接到所述设备的所述电源来基于来自所述传感器的传感器信号向所述设备提供和施加所述负电势，所述传感器信号指示由所述传感器对所述湿气的检测。

2.如权利要求1所述的腐蚀保护系统，其中所述负电势包括比没有施加电势时更负的电势，并且其中所述负电势当被施加时减轻、停止或防止所述设备的腐蚀。

3.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述电接触件耦合到暴露于所述湿气的所述设备的金属组件或其部分。

4.如权利要求3所述的腐蚀保护系统，其中所述金属组件或其部分选自由集管箱接头、箱体或容器单元的轨道和微通道热交换器盘管组成的组中的至少一个部件。

5.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述传感器包括腐蚀传感器，所述腐蚀传感器包括阴极金属层和阳极金属层，以及

其中所述阴极金属层被配置成允许所述湿气从其中通过。

6.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述电接触件包括两个电极，所述两个电极用所述设备的金属作为连接电阻器来完成电路。

7.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述处理器确定减轻由于所述湿气引起的腐蚀所要求的所述负电势。

8.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述处理器按照从50至100毫伏的范围来调节来自所述电源的直流电压。

9.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述腐蚀保护系统包括传感器反馈回路，所述传感器反馈回路通过轮询所述传感器并经由所述电接触件施加所述负电势来持续检查所述设备的状态，直到腐蚀威胁消失为止。

10.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述传感器是腐蚀传感器，

其中所述腐蚀保护系统包括：

一个或多个电极，所述一个或多个电极包括所述电接触件；

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器包括所述腐蚀传感器；以及

控制器，所述控制器包括：

多路复用器，所述多路复用器从所述电源向所述一个或多个电极提供所述负电势；

所述电源；以及

所述处理器，所述处理器向所述多路复用器施加一个或多个选择信号。

11.如前述权利要求中任一项所述的腐蚀保护系统，其中所述腐蚀保护系统包括多个电极，所述多个电极包括所述电接触件，所述多个电极中的每个在所述设备内建立一区域。

12.一种腐蚀保护方法，包括：

由耦合到设备的电接触件向所述设备施加负电势；

由传感器检测相对于所述设备的湿气；

由电耦合到所述电接触件的电源根据处理器的命令向所述电接触件提供负电势；以及

由所述处理器利用经由所述电接触件附接到所述设备的所述电源来基于来自所述传感器的传感器信号向所述设备提供和施加所述负电势，所述传感器信号指示由所述传感器对所述湿气的检测。

13.如权利要求12所述的腐蚀保护方法，其中所述负电势包括比没有施加电势时更负的电势，并且其中所述负电势当被施加时减轻、停止或防止所述设备的腐蚀。

14.如权利要求12或13所述的腐蚀保护方法，其中所述电接触件耦合到暴露于所述湿气的所述设备的金属组件或其部分。

15.如权利要求12、13或14所述的腐蚀保护方法，其中所述传感器包括腐蚀传感器，所述腐蚀传感器包括阴极金属层和阳极金属层，以及

其中所述阴极金属层被配置成允许所述湿气从其中通过。

16.如权利要求12、13、14或15所述的腐蚀保护方法，其中所述电接触件包括两个电极，所述两个电极用所述设备的金属作为连接电阻器来完成电路。

17.如权利要求12、13、14、15或16所述的腐蚀保护方法，其中所述处理器确定减轻由于所述湿气引起的腐蚀所要求的所述负电势。

18.如权利要求12、13、14、15、16或17所述的腐蚀保护方法，其中所述处理器按照从50至100毫伏的范围来调节来自所述电源的直流电压。

19.如权利要求12、13、14、15、16、17或18所述的腐蚀保护方法，其中所述腐蚀保护系统包括传感器反馈回路，所述传感器反馈回路通过轮询所述传感器并经由所述电接触件施加所述负电势来持续检查所述设备的状态，直到腐蚀威胁消失为止。

20.如权利要求12、13、14、15、16、17、18或19所述的腐蚀保护方法，其中所述腐蚀保护方法包括：

经由控制器的多路复用器从所述电源向一个或多个电极提供所述负电势，所述一个或多个电极包括所述电接触件；以及

由所述处理器向所述多路复用器施加一个或多个选择信号。

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