CN113028674B - 制冷系统的控制保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷控制技术领域，公开了一种制冷系统的控制保护方法，包括以下步骤：在制冷系统上电启动后，实时检测制冷系统的蒸发温度和电机绕组温度；实时判断所述蒸发温度是否处于第一预设范围，以及所述电机绕组温度是否处于第二预设范围，得到判断结果；根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率。本发明在不增加价格昂贵的低压高压保护装置的基础上，即可对制冷系统进行准确的保护控制，提高了保护控制的准确性和制冷系统的安全性，适用于空调器或冰箱。

Description

制冷系统的控制保护方法

技术领域

本发明涉及制冷控制技术领域，具体来说涉及一种制冷系统的控制保护方法。

背景技术

制冷系统中，管路系统通过金属管连接密封，内部充注制冷剂，其中压缩机常见的以全封闭式为主，压缩机完成从吸气到排气过程是通过电机运转实现的，冷媒的流动和控制需要温度传感器的测量值精确和可靠，该封闭系统，不能有堵或漏，否则，将会造成压缩机的不安全运行，如压缩机损坏，或者造成能源的浪费。因此，对于大型制冷系统而言，不仅包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，一般从系统安全和可靠角度还增加了高压保护器和低压保护器。具有高低压保护的压缩机控制系统，是目前主流的控制系统，该控制系统主要用于保证压缩机的安全运行，对于高价值高性能的压缩机控制系统，尤其重要。通过设置高压保护器和低压保护器，能够在封闭系统发生故障时对压缩机进行保护。

通常情况下，一般在制冷系统设置高压开关和低压开关，用于制冷系统的压力保护。根据动作压力值的高低，主要有高压压力开关、低压压力开关两种；根据开关动作后触点电路的通断，有常式、常闭式两种。其工作原理是：当制冷系统的压力大于预设的高压保护值后，通过高压开关控制机组停机，当制冷系统的压力小于预设的低压保护值后，通过低压开关控制机组停机，进而避免制冷系统在高压或低压状态下运行造成的压缩机损坏，增加空调系统的可靠性。

如，专利号为CN201910667356.3，其公开了一种空调器的压力控制方法、控制装置及空调器，所述空调器的压力控制方法包括：步骤S1，检测空调器的运行模式；步骤S2，检测所述空调器中压缩机的排气压力和回气压力；步骤S3，根据所述空调器的运行模式和所述排气压力、所述回气压力，对所述空调器中外风机和内风机的转速进行控制。其通过持续地检测机组运行压力，根据排气压力、回气压力与预设值的比较，来相应的调节外风机或内风机的转速，从而使机组运行压力处在一个合适的范围值内，进而防止机组因高压保护或低压保护造成跳机现象。

又如，专利号为CN201811583848.6，其公开了一种用于空调的控制保护方法及空调，控制保护方法包括：检测空调的实际压力值，在实际压力值变化到预设检查值时，检查空调是否异常运行；预设检查值小于预设的高压保护值、大于预设的低压保护值。其通过检测空调的实际压力值，并通过将其与预设检测值进行比较，进而避免空调的频繁启停。

如图1所示，采用上述方式进行高低压保护的制冷系统中，均需要在制冷系统的制冷剂回路上增加额外的高压开关和低压开关来进行压力检测，使得制冷系统的成本增加，并且高压保护值和低压保护值是固定设置的，空调在长时间使用后，由于换热器污垢变多或风机损坏，也会导致制冷系统的压力变化，因而存在压力保护控制不准确，使得制冷系统频繁启停。

发明内容

本发明旨在解决现有的制冷系统的保护控制方法存在的成本高和控制不准确的问题，提出另一种制冷系统的控制保护方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：制冷系统的控制保护方法，包括以下步骤：

步骤1、在制冷系统上电启动后，实时检测制冷系统的蒸发温度和电机绕组温度；

步骤2、实时判断所述蒸发温度是否处于第一预设范围，以及所述电机绕组温度是否处于第二预设范围，得到判断结果；

步骤3、根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率。

进一步地，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率包括：

若蒸发温度不处于第一预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则根据蒸发温度控制制冷系统的压缩机频率。

进一步地，所述根据蒸发温度控制制冷系统的压缩机频率包括：

若蒸发温度处于第三预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若蒸发温度处于第四预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若蒸发温度处于第五预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第三预设范围、第四预设范围和第五预设范围与第一预设范围的交集为空集。

进一步地，所述步骤1还包括：实时检测制冷系统的冷凝温度；所述步骤2还包括：实时判断所述冷凝温度是否处于第六预设范围，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：

若冷凝温度不处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则根据冷凝温度控制制冷系统的压缩机频率。

进一步地，所述根据冷凝温度控制制冷系统的压缩机频率包括：

若冷凝温度处于第七预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若冷凝温度处于第八预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若冷凝温度处于第九预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第七预设范围、第八预设范围和第九预设范围与第六预设范围的交集为空集。

进一步地，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：

若蒸发温度处于第一预设范围，冷凝温度处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则控制制冷系统的压缩机正常运行。

进一步地，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：

若蒸发温度不处于第一预设范围或冷凝温度不处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度不处于第二预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机。

进一步地，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：若在预设时间段内电机绕组温度不处于第二预设范围，则根据电机绕组温度控制制冷系统的压缩机频率。

进一步地，所述根据电机绕组温度控制制冷系统的压缩机频率包括：

若电机绕组温度处于第十预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若电机绕组温度处于第十一预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若电机绕组温度处于第十二预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第十预设范围、第十一预设范围和第十二预设范围与第二预设范围的交集为空集。

进一步地，所述步骤3还包括：根据所述判断结果得出故障信息，并在控制制冷系统的压缩机频率后，在制冷系统的显示面板上显示故障信息和控制信息。

本发明的有益效果是：本发明所述的制冷系统的保护控制方法，通过实时检测蒸发温度和电机绕组温度，并根据两者与预设范围之间的关系来控制压缩机频率，在不需要在制冷系统中设置相应的高低压保护装置，即可实现对压缩机进行有效保护，降低了制冷系统的成本，此外，还能够避免由于换热器污垢变多或风机损坏造成的制冷系统频繁启停，提高了保护控制的准确性和制冷系统的安全性。

附图说明

图1为现有技术中能够进行高低压保护的制冷系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的制冷系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的制冷系统的控制保护方法的一种流程示意图；

图4为本发明实施例所述的制冷系统的控制保护方法的另一种流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本发明旨在提出一种制冷系统的控制保护方法，在不增加价格昂贵的低压高压保护装置的基础上，即可对制冷系统进行准确的保护控制，包括以下步骤：步骤1、在制冷系统上电启动后，实时检测制冷系统的蒸发温度和电机绕组温度；步骤2、实时判断所述蒸发温度是否处于第一预设范围，以及所述电机绕组温度是否处于第二预设范围，得到判断结果；步骤3、根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率。

可以理解，制冷系统的制冷空间内设置有蒸发器，在制冷系统上电工作后，实时检测制冷系统的蒸发温度，即蒸发器内沸腾的温度，以及电机绕组温度，即压缩机的电机绕组温度，其中，第一预设范围用于表示蒸发温度的正常范围，当蒸发温度不处于第一预设范围，则表示蒸发温度异常，第二预设范围用于表示电机绕组温度的正常范围，当电机绕组温度不处于第二预设范围，则表示电机绕组温度异常，最后，根据蒸发温度和电机绕组温度是否在正常范围内来判断制冷系统是否发生故障以及具体的故障信息，进而生成相应的控制信号控制压缩机的运行频率，进而达到保护压缩机的目的。

实施例

本发明实施例所述的制冷系统可以为空调器、冰箱等系统，如图2所示，相较于现有技术中能够进行高低压保护的制冷系统而言，取消了设置在制冷剂回路上的高低压开关，减少了制冷系统的成本。

本实施例所述的制冷系统的控制保护方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤S1、在制冷系统上电启动后，实时检测制冷系统的蒸发温度和电机绕组温度；

制冷系统中的制冷空间内设置有蒸发器，制冷空间外设置有冷凝器，例如，对于空调器而言，蒸发器设置于室内。其中，蒸发温度，即制冷剂在蒸发器内沸腾的温度，电机绕组温度，即压缩机的电机绕组温度。在制冷系统上电启动后，可通过温度传感器实时采集的方式，也可以通过相应的计算方式得到实时蒸发温度或电机绕组温度，相关的采集或计算方式均属于现有技术，此处不再赘述。

步骤S2、实时判断所述蒸发温度是否处于第一预设范围，以及所述电机绕组温度是否处于第二预设范围，得到判断结果；

本实施例中，第一预设范围用于表示蒸发温度的正常温度范围，一般来说，在制冷系统正常工作时，蒸发温度小于某一温度阈值，当蒸发温度大于该温度阈值，则表示蒸发温度异常。第二预设温度范围用于表示电机绕组温度的正常温度范围，在制冷系统正常工作时，在压缩机运行的预设时间内的电机绕组温度始终小于某一温度阈值，当电机绕组温度大于该温度阈值，则表示电机绕组温度异常，其中，预设时间可以根据实际情况进行设置，例如：3-10秒。如图4所示，判断结果至少包括以下几种情况：

(1)蒸发温度和电机绕组温度均正常；

(2)蒸发温度异常，电机绕组温度正常；

(3)蒸发温度正常，电机绕组温度异常；

(4)蒸发温度和电机绕组温度均异常。

步骤S3、根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率。

具体地，对于上述判断结果(1)，判定为制冷系统正常工作，此时控制制冷系统的压缩机以正常状态运行，即不对压缩机的运行频率进行控制，进而保证制冷系统的正常运行。

对于上述判断结果(2)，判定为风扇损坏或蒸发器损坏引起的蒸发温度异常，此时，可以根据蒸发温度的具体范围来控制制冷系统的压缩机频率，具体包括：若蒸发温度处于第三预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若蒸发温度处于第四预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若蒸发温度处于第五预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第三预设范围、第四预设范围和第五预设范围与第一预设范围的交集为空集。本实施例中，第三预设范围、第四预设范围和第五预设范围为连续的预设范围。通过蒸发温度的具体异常范围判断出制冷系统的受损程度，在避免制冷系统频繁启停的基础上最大限度的对压缩机进行了有效的保护。

对于上述判断结果(3)，可以根据电机绕组温度的具体范围来控制制冷系统的压缩机频率，具体包括：若电机绕组温度处于第十预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若电机绕组温度处于第十一预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若电机绕组温度处于第十二预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第十预设范围、第十一预设范围和第十二预设范围与第二预设范围的交集为空集。本实施例中，第十预设范围、第十一预设范围和第十二预设范围为连续的预设范围。通过电机绕组温度的具体异常范围判断出制冷系统的受损程度，在避免制冷系统频繁启停的基础上最大限度的对压缩机进行了有效的保护。

对于上述判断结果(4)，判定为制冷系统受损严重，此时，控制制冷系统的压缩机停机，以实现对压缩机的保护。

本实施例中，为了实现对制冷系统的有效保护，所述步骤S1还包括：实时检测制冷系统的冷凝温度；所述步骤S2还包括：实时判断所述冷凝温度是否处于第六预设范围，步骤S3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：

若冷凝温度不处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则根据冷凝温度控制制冷系统的压缩机频率。

可以理解，制冷系统中的制冷空间外设置有冷凝器，例如，对于空调而言，冷凝器设置于室外。冷凝温度，即冷凝器内的制冷剂凝结时的饱和温度，在制冷系统上电启动后，可通过温度传感器实时采集的方式得到实时冷凝温度。其中，第六预设范围用于表示冷凝温度的正常温度范围，一般来说，在制冷系统正常工作时，冷凝温度小于某一温度阈值，当冷凝温度大于该温度阈值，则表示冷凝温度异常。

在增加了冷凝温度的判断条件后，对于上述判断结果(1)，若冷凝温度正常，则控制制冷系统的压缩机以正常状态运行，若冷凝温度异常，则根据冷凝温度控制制冷系统的压缩机频率。具体可以包括：若冷凝温度处于第七预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若冷凝温度处于第八预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若冷凝温度处于第九预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第七预设范围、第八预设范围和第九预设范围与第六预设范围的交集为空集。本实施例中，第七预设范围、第八预设范围和第九预设范围为连续的预设范围。通过冷凝温度的具体异常范围判断出制冷系统的受损程度，在避免制冷系统频繁启停的基础上最大限度的对压缩机进行了有效的保护。

对于上述判断结果(2)，若冷凝温度正常，则根据蒸发温度控制制冷系统的压缩机频率，若冷凝温度异常，则可以选择根据冷凝温度或蒸发温度控制制冷系统的压缩机频率，或者根据两者的异常程度，选择异常程度最大的温度作为控制制冷系统的压缩机频率的依据。

对于上述判断结果(3)，若冷凝温度正常，则根据电机绕组温度控制制冷系统的压缩机频率，若冷凝温度异常，则可控制制冷系统的压缩机停机，避免压缩机受损。

对于上述判断结果(4)，无论冷凝温度正常与否，均判定为制冷系统受损严重，此时，控制制冷系统的压缩机停机，以实现对压缩机的保护。

本实施例中，为了便于用户对故障以及空调状态的了解，所述步骤S3还包括：根据所述判断结果得出故障信息，并在控制制冷系统的压缩机频率后，在制冷系统的显示面板上显示故障信息和控制信息。

可以理解，本实施例通过设置显示面板，可以在制冷系统发生故障时，通过显示面板显示蒸发温度异常、冷凝温度异常和/或电机绕组温度异常，并在对制冷系统的压缩机频率进行控制后，显示相应的控制方式，例如，限制压缩机的运行频率上升、控制压缩机停机等。

此外，本实施例中，为了避免影响用户的使用体验，本实施例中的制冷系统还设有退出保护机制，当选择退出保护机制后，冷凝温度对应的预设异常范围两个端点均减去一个回差常数，或者冷凝温度对应的预设异常范围两个端点均减去一个回差常数，进而退出制冷系统的保护，其中，回差常数的取值可以为1-5，最优取值为3。

综上所述，本实施例通过蒸发温度、冷凝温度以及电机绕组温度三个参数的具体范围，来控制制冷系统压缩机的运行频率实现对压缩机的保护，不需要价格昂贵的高低压力开关，减少了制冷系统的成本，也避免了由于换热器污垢变多或风机损坏造成的制冷系统频繁启停，提高了保护控制的准确性和制冷系统的安全性。

Claims (8)

1.制冷系统的控制保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在制冷系统上电启动后，实时检测制冷系统的蒸发温度和电机绕组温度，所述电机绕组温度为压缩机的电机绕组温度；

步骤2、实时判断所述蒸发温度是否处于第一预设范围，以及所述电机绕组温度是否处于第二预设范围，得到判断结果，所述第一预设范围为蒸发温度的正常温度范围，所述第二预设范围为电机绕组温的正常温度范围；

步骤3、根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率，包括：

若蒸发温度不处于第一预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则根据蒸发温度控制制冷系统的压缩机频率，若蒸发温度处于第一预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度不处于第二预设范围，则根据电机绕组温度控制制冷系统的压缩机频率；

所述根据蒸发温度控制制冷系统的压缩机频率包括：

若蒸发温度处于第三预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若蒸发温度处于第四预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若蒸发温度处于第五预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第三预设范围、第四预设范围和第五预设范围与第一预设范围的交集为空集。

2.如权利要求1所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，所述步骤1还包括：实时检测制冷系统的冷凝温度；所述步骤2还包括：实时判断所述冷凝温度是否处于第六预设范围，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率，具体为：

若冷凝温度不处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则根据冷凝温度控制制冷系统的压缩机频率，所述第六预设范围为冷凝温度的正常温度范围。

3.如权利要求2所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，所述根据冷凝温度控制制冷系统的压缩机频率包括：

若冷凝温度处于第七预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若冷凝温度处于第八预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若冷凝温度处于第九预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第七预设范围、第八预设范围和第九预设范围与第六预设范围的交集为空集。

4.如权利要求2所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：

若蒸发温度处于第一预设范围，冷凝温度处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度始终处于第二预设范围，则控制制冷系统的压缩机正常运行。

5.如权利要求2所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：

若蒸发温度不处于第一预设范围或冷凝温度不处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度不处于第二预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机。

6.如权利要求2所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，步骤3中，根据所述判断结果控制制冷系统的压缩机频率还包括：若蒸发温度处于第一预设范围，冷凝温度处于第六预设范围，并且在预设时间段内电机绕组温度不处于第二预设范围，则根据电机绕组温度控制制冷系统的压缩机频率。

7.如权利要求1或6所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，所述根据电机绕组温度控制制冷系统的压缩机频率包括：

若电机绕组温度处于第十预设范围，则控制制冷系统的压缩机频率不再上升，若电机绕组温度处于第十一预设范围，则降低制冷系统的压缩机频率，若电机绕组温度处于第十二预设范围，则控制制冷系统的压缩机停机，所述第十预设范围、第十一预设范围和第十二预设范围与第二预设范围的交集为空集。

8.如权利要求1所述的制冷系统的控制保护方法，其特征在于，所述步骤3还包括：根据所述判断结果得出故障信息，并在控制制冷系统的压缩机频率后，在制冷系统的显示面板上显示故障信息和控制信息。

Images