CN111055864A - 一种轨道车辆空调低压保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆空调低压保护方法，属于轨道车辆空调设备技术领域，基于具有低压压力降载开关和旁通电磁阀的空调机组，所述低压压力降载开关设置在空调机组中压缩机的吸气端，所述旁通电磁阀的两端借助管路分别与压缩机的排气端和空调机组中蒸发器的输入端相通，其特征在于，包括压力降载进入步骤和压力降载退出步骤。本发明结合软硬件，通过卸载启动自动控制和压力降载自动控制，将空调系统的低压保护措施提前到发生低压故障前，可显著降低系统低压保护的故障率。

Description

一种轨道车辆空调低压保护方法

技术领域

本发明属于轨道车辆空调设备技术领域，具体涉及一种轨道车辆空调低压保护方法。

背景技术

轨道车辆现用的大部分空调主要仍为定频空调，其低压保护方法主要为硬件并采用低压开关，通过软件对低压开关的动作保护次数进行次数记录、故障锁死和故障清零等来实现制冷系统的低压保护。

在外温较低的春秋过渡季节制冷，制冷时车内设定温度偏低和/或空调滤网脏堵导致送风量太小等原因，会使得空调机组的蒸发温度低于水的冰点，蒸发器出现结霜，进而低压开关动作

上述的低压保护方法只能尽量避免系统被低压保护锁死，但是其保护都是基于低压开关已经发生动作的情况下的，未对制冷系统的运行进行预判性的自动控制以提前调节避免低压开关动作，此时制冷系统可能已经出现结霜喷水或者最终仍无法避免系统被低压保护锁死。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种轨道车辆空调低压保护方法，通过检测低压压力降载开关动作以及旁通电磁阀的打开和关闭，控制压缩机开启和关闭，将空调系统的低压保护措施提前到发生低压故障前，实现显著降低系统低压保护的故障率的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种轨道车辆空调低压保护方法，基于具有低压压力降载开关和旁通电磁阀的空调机组，所述低压压力降载开关设置在空调机组中压缩机的吸气端，所述旁通电磁阀的两端借助管路分别与压缩机的排气端和空调机组中蒸发器的输入端相通，其特征在于，包括压力降载进入步骤和压力降载退出步骤，

所述压力降载进入步骤包括：当空调控制系统检测到低压压力降载开关动作时打开旁通电磁阀；

所述压力降载退出步骤包括：当空调控制系统检测到低压压力降载开关复位且本次旁通电磁阀已持续开启时间不小于3分钟时允许关闭旁通电磁阀。

本发明的有益效果是：

1、可靠性提升：结合软硬件，通过卸载启动自动控制和压力降载自动控制，将空调系统的低压保护措施提前到发生低压故障前，可显著降低系统低压保护的故障率；

2、耐低温制冷能力提升：将空调的耐低温制冷能力从现有的“外温19℃以下禁止启动制冷”，拓宽到“外温10℃以下禁止启动制冷”；

3、蒸发器防结霜喷水：通过压力降载自动控制，在蒸发器发生结霜前进行预调节（提前打开旁通电磁阀或主动关闭压缩机一段时间），可避免蒸发器结霜以及结霜导致的低压开关动作保护和化霜时局部风速过高导致的喷水问题；

4、当制冷系统确实出现制冷剂泄露等问题时，低压开关保护逻辑则能很好地将系统锁死进行保护；

5、卸载启动自动控制、压力降载自动控制、低压开关保护自动控制三者互补，对轨道车辆空调的制冷系统起到整体全方位、系统性的低压保护。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明中空调机组的结构示意图；

图2是本发明中卸载启动步骤的流程图；

图3是本发明中压力降载步骤的流程图；

图4是低压开关保护步骤的流程图。

在附图中：1是低压压力保护开关，2是低压压力降载开关，3是压缩机，4是高压压力开关，5是冷凝器，6是冷凝风机，7是干燥过滤器，8是热力膨胀阀，9是蒸发器，10是蒸发风机，11是旁通电磁阀，12是分液器。

具体实施方式

参见附图1，本发明提供了一种空调机组，空调机组中包括送风机、压缩机3、冷凝器5、冷凝风机6、蒸发器9和蒸发风机10以及配套管路，其中在压缩机3的吸气端的管路上设有低压压力保护开关1和低压压力降载开关2，在压缩机3的排气端的管路上设有高压压力开关4，在连接冷凝器5和蒸发器9的管路上设有干燥过滤器7，在连接干燥过滤器7和蒸发器9的管路上设有热力膨胀阀8，在连接热力膨胀阀8和蒸发器9的管路上设有分液器12，在连接压缩机3的排气端和蒸发器9的输入端的管路上设有旁通电磁阀11（管路的一端旁通到连通热力膨胀阀8和分液器12的管路中）。

本发明的方法基于上述的空调机组，参见附图3，通过压力降载进入步骤和压力降载退出步骤实现低压保护。

压力降载进入步骤包括：当空调控制系统检测到低压压力降载开关2动作时则打开旁通电磁阀11。原因在于，（1）、由于蒸发器翅片上的水为空气温度低于露点后产生的凝结水，杂质较少，水中的冻结核含量较低，较难冻结，其实际冰点低于0℃；（2）、打开旁通电磁阀11是为了将排气直接旁通到蒸发器9内以显著提高蒸发压力（低压压力）避免蒸发器9结霜致低压开关动作。

以采用R407C制冷剂的系统为例，压力降载进入逻辑：根据制冷剂特性，制冷系统的低压压力和蒸发温度之间的关系是一一对应的，可通过查表或计算相互转化。对于R407C制冷系统，低压压力降载开关2选取动作值为0.33MPa（对应蒸发温度约为-2℃），复位值为0.43MPa（对应蒸发温度约4℃）的压力开关，复位值和动作值之间回差为0.1MPa。

压力降载退出步骤包括：当空调控制系统检测到低压压力降载开关2复位，且本次旁通电磁阀11已持续开启一段时间（推荐不小于3分钟），允许关闭旁通电磁阀11；否则，机组将保持压力降载运行。

如果机组在保持压力降载运行下，空调控制系统检测到低压压力降载开关2一直不复位且本次压缩机3已持续工作不小于30分钟，则关闭压缩机3并保持通风， 2-5分钟后允许该压缩机3恢复启动。此目的是为了在系统无其他进一步降载措施的情况下，如仍然存在结霜致低压开关动作风险，则在结霜前主动提前关闭，通过一段时间的通风运行来恢复系统。其中因用来进行降载控制的是压力开关，无法实时检测系统低压压力或蒸发温度，故控制逻辑定的是如低压压力降载开关2一直不复位，只要压缩机3持续工作满一段时间则对应压缩机停止运行一会。

在压力降载的退出条件中，“在低压压力降载开关的复位值和动作值之间设置0.1MPa的回差”和“且本次旁通阀已持续开启一段时间”才允许关闭旁通电磁阀，是为了避免旁通电磁阀频繁开启和关闭，让制冷系统能在模式切换后能达到较为稳定运行状态。

参见附图2，由于压缩机3启动时造成的制冷系统低压侧短暂抽空，导致低压开关动作，因此还包括卸载启动步骤。

卸载启动步骤包括：当空调机组有制冷需求运行制冷模式时，首先运转送风机送风，送风机开启5-10秒以促进蒸发器9内的制冷剂蒸发，提高开机前的系统低压压力，然后启动冷凝风机6并同时打开旁通电磁阀11，旁通电磁阀11打开5-10秒（旁通电磁阀11和冷凝风机6同时打开一段时间可以让高压侧的制冷剂提前流到低压侧，减弱压缩机启动时对低压侧的抽空影响）后启动压缩机3，压缩机3启动时间30-60秒后允许关闭旁通电磁阀11（旁通电磁阀保持开启直至压缩机启动一段时间后可以让压缩机卸载启动，加快制冷剂循环，将排气直接旁通到蒸发器内以显著提高蒸发压力，避免压缩机启动时的低压开关动作，对于旁通电磁阀11还同时用于制冷容量调节的空调，根据制冷需求自动判断是否继续打开或关闭旁通电磁阀11）。

由于制冷系统的制冷剂泄露导致低压开关动作，参见附图4，通过低压保护措施实现低压保护。

低压开关保护步骤包括：在空调机组运行过程中，检测到低压压力保护开关1动作则压缩机3立即停机2-5分钟并保持旁通电磁阀11保持打开状态。

如果在压缩机3的停机时间内低压压力保护开关1恢复则执行上述停机时间后允许压缩机3启动并记录低压故障次数为1次。压缩机3正常运行5-15分钟后则对低压故障次数清零，否则当所记录的低压故障为M次（取值范围为3-8次）时锁死故障。

如果在压缩机3的停机时间内低压压力保护开关1不能复位，则锁死低压故障并关闭旁通电磁阀11。

空调机组开启后，首先进行模式需求判断（判断是否需要制冷/制暖/通风），当判断需要制冷时首先执行制冷卸载启动步骤，然后正常制冷调节运行。在运行过程中，持续检测是否满足降载或压力保护等条件，如果满足则降载运行或执行压力保护步骤以及持续检测是否满足降载或压力保护退出条件，然后继续保持降载运行或压力保护的执行逻辑（如否）或者转回正常制冷调节运行（如是）。

本发明通过采用低压开关保护措施、压缩机卸载启动和压力降载步骤可对制冷系统的运行进行预判性的自动控制，以便提前调节避免低压开关动作系统被锁死，从而最大限度地保证系统的可用性。而当制冷系统确实出现制冷剂泄露等问题时，低压开关保护逻辑则能很好地将系统锁死进行保护，三者互补，从而对轨道车辆空调的制冷系统起到整体全方位、系统性的低压保护。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种轨道车辆空调低压保护方法，基于具有低压压力降载开关（2）和旁通电磁阀（11）的空调机组，所述低压压力降载开关（2）设置在空调机组中压缩机（3）的吸气端，所述旁通电磁阀（11）的两端借助管路分别与压缩机（3）的排气端和空调机组中蒸发器（9）的输入端相通，其特征在于，包括压力降载进入步骤和压力降载退出步骤，

所述压力降载进入步骤包括：当空调控制系统检测到低压压力降载开关（2）动作时打开旁通电磁阀（11）；

所述压力降载退出步骤包括：当空调控制系统检测到低压压力降载开关（2）复位且旁通电磁阀（11）已持续开启时间不小于3分钟时允许关闭旁通电磁阀（11）。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆空调低压保护方法，其特征在于，在所述压力降载进入步骤中空调控制系统检测到低压压力降载开关（2）没有复位且压缩机（3）已持续工作时间不小于30分钟则关闭对应压缩机（3）并保持通风，2-5分钟后允许压缩机（3）恢复启动。

3.根据权利要求1或2所述的轨道车辆空调低压保护方法，其特征在于，还包括卸载启动步骤：当空调机组有制冷需求运行制冷模式时，首先开启送风机，送风机开启时间5-10秒后启动冷凝风机（6）并同时打开旁通电磁阀（11），旁通电磁阀（11）打开5-10秒后启动压缩机（3），在压缩机（3）启动30-60秒后允许关闭旁通电磁阀（11）。

4.根据权利要求1或2所述的轨道车辆空调低压保护方法，其特征在于，还包括低压开关保护步骤：当空调控制系统检测到低压压力保护开关（1）动作则相应压缩机（3）立即停机2-5分钟并且在停机期间旁通电磁阀（11）保持打开状态；

如果在所述压缩机（3）的停机时间内低压压力保护开关（1）恢复则在执行停机时间后允许压缩机（3）启动并记录低压故障次数为1次；如果在所述压缩机（3）的停机时间内低压压力保护开关（1）不能复位，则锁死低压故障并关闭旁通电磁阀（11）。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆空调低压保护方法，其特征在于，当压缩机正常运行5-15分钟后低压故障次数清零，压缩机转入正常运行；当低压故障次数累计为M次时锁死故障，其中，M取值范围是3-8。

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