CN113654178A - 空调压缩机启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种空调压缩机启动方法，旨在解决现有空调无法兼顾压缩机安全启动与加热带节能的问题。为此目的，本发明的方法包括：在空调系统停止时强制关闭加热带，在系统需要启动时分层次逐步提升压缩机的频率以及选择性地开启加热带，从而避免了系统停止时开启加热带造成的能源浪费，同时，通过在启动时逐步提升压缩机的频率以及根据实际情况选择性地开启加热带，解决了在系统启动时由于强制关闭加热带而可能出现的压缩机液击损坏的问题。即，本发明在保证空调压缩机正常启动的前提下最大程度地实现了节能。

Description

空调压缩机启动方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体提供一种空调压缩机启动方法。

背景技术

空调系统启动运转时，为防止冷媒液击损坏压缩机，压缩机的排气过热度一般不能低于压缩机厂家的规定值。为了保证这点，通常的做法是在压缩机底部增加传感器和加热带，根据压缩机底部传感器的温度判断压缩机内是否存在液态冷媒。当底部传感器温度小于某个值时，认为存在液态冷媒的可能性比较大，则开启加热带进行加热；当底部传感器温度大于某个值时，认为存在液态冷媒的可能性比较小，则关闭加热带。

由于用户随时可能使用空调，为保证压缩机可靠运转，现有的做法是无论是系统停止还是运转，加热带都会按照底部温度传感器检测到的温度自动控制其开关。但是，系统有可能长时间停止工作，如果根据温度进行判断，则加热带有可能会一直开启并因此造成能源浪费。相反，如果在系统停止时强制关闭加热带，则当系统需要启动时又无法避免液击造成压缩机损害的风险。

相应地，本领域需要一种新的方案来兼顾加热带节能和压缩机安全启动。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有空调无法兼顾压缩机安全启动与加热带节能的问题。为此目的，本发明提供一种空调压缩机启动方法，所述压缩机的底部设置有加热带，所述加热带在空调关机时处于关闭状态，其特征在于，所述方法包括下列步骤：S1，在刚启动时使所述压缩机以最低频率运转；S2，实时获取所述压缩机的排气过热度；S3，将所述压缩机的排气过热度依次与多个设定阈值进行比较，并根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，在所述步骤S3中，“将所述压缩机的排气过热度依次与多个设定阈值进行比较”的步骤进一步包括：

将所述压缩机的排气过热度与所述多个设定阈值按照从小到大的顺序依次进行比较。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，所述多个设定阈值包括最小的第一阈值；所述步骤S3进一步包括：

在所述压缩机以最低频率运转第一时间之后，将所述压缩机的排气过热度与所述第一阈值进行比较，如果所述压缩机的排气过热度大于或等于所述第一阈值，则使所述压缩机继续以最低频率运转，并将所述压缩机的排气过热度与其他阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，所述步骤S3还包括：

如果所述压缩机的排气过热度小于所述第一阈值，则关闭所述压缩机、打开所述加热带并维持第二时间，然后执行步骤S1。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，“将所述压缩机的排气过热度与其他阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带”的步骤进一步包括：

如果所述压缩机的排气过热度大于或等于一个更大的阈值，则提升所述压缩机的当前频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值进行比较。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，“将所述压缩机的排气过热度与其他阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带”的步骤还包括：

如果所述压缩机的排气过热度小于所述一个更大的阈值，则打开所述加热带、提升所述压缩机的当前频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值进行比较。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，所述多个设定阈值还包括第二阈值和第三阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值，小于所述第三阈值。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，所述方法还包括：

当所述压缩机达到最高启动频率并维持设定时间之后，判断所述压缩机的排气过热度是否大于所述多个设定阈值中最大的一个，如果是，则结束启动过程，所述压缩机开始正常运行；如果否，则报警停机。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，所述方法还包括：

在报警停机的情况下，如果所述加热带处于关闭状态，则打开所述加热带并维持设定时间之后，继续执行步骤S1。

在上述空调压缩机启动方法的优选实施方式中，所述第二时间为动态值，所述压缩机的关机次数越多，所述动态值越大。

本发明通过在空调系统停机时强制关闭加热带，在系统需要启动时逐步提升压缩机的频率以及选择性地开启加热带，解决了系统停机时加热带开启造成的能源浪费，同时避免了强制关闭加热带在系统启动时又容易导致液击损坏压缩机的问题。也就是说，本发明的在保证空调压缩机安全启动的前提下最大程度地实现了节能。

附图说明

图1为本发明的空调压缩机启动方法的主要步骤流程图；

图2为根据本发明的优选实施例1的空调压缩机启动方法的详细步骤流程图。

图3为根据本发明的优选实施例2的空调压缩机启动方法的详细步骤流程图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的具体实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

首先对本发明中涉及的技术术语作如下解释：

排气过热度TdSH：是指压缩机排气管或冷凝器进口的温度与实际冷凝压力对应的饱和温度之间的温差冷媒。相应地，可通过检测压缩机排气温度或冷凝器进口温度来计算压缩机的排气过热度。当然，本领域技术人员也可以采用其他方式来获取压缩机的排气过热度，本发明对此不作限制。

压缩机液击：压缩机在运转中由于操作不当或其他原因，液体冷媒可能进入压缩机的气缸，从而引起气缸壁结霜或冲击气缸盖现象，这种现象称为压缩机湿冲程，也称为压缩机液击。

一般来说，冷媒的实际温度会比实际压力所对应的饱和温度高，即，保证一定的过热度，确保进入压缩机的是没有液体的冷媒，防止发生液击现象。

本发明的技术方案的主要实现原理为：

在空调系统停机时强制关闭设置在压缩机底部的加热带，在系统启动时分层次逐步提升压缩机的频率以及选择性地开启加热带，不仅能避免系统停机时开启加热带造成的能源浪费，同时还能确保在系统启动时不会因为关闭加热带而导致液击对压缩机造成损坏。

下面结合图1来描述本发明的空调压缩机启动方法的主要步骤。如图1所示，在关闭加热带情况下空调压缩机的启动过程主要包括下列步骤：

S1：在刚启动时使所述压缩机以最低频率运转；

S2，实时获取所述压缩机的排气过热度；

S3，将所述压缩机的排气过热度依次与多个设定阈值进行比较，并根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带。

具体而言，为防止在空调系统启动时压缩机出现液击，需要对启动过程设置多层控制节点，并针对每个控制节点设置相应的排气过热度阈值、运转频率、运转时间等参数。为了更好地实现分层逐步启动，所述多个阈值的数值为根据所在控制节点的位置按照从小到大的顺序依次增加的固定数值。即，针对控制节点1、节点2、……节点n根据需要分别设置：

排气过热度阈值：阈值1<阈值2<……<阈值n；

运转频率：第一运转频率f1<第二运转频率f2<……<第n运转频率fn；

运转时间：第一时间time1<第二时间time2<……<第n时间timen，等一个或多个参数。

其中，阈值n是压缩机厂家规定的长时间运行的排气过热度极限最小值；第一运转频率f1是压缩机能够运转的最小频率(即，上述步骤S1中的最低频率)；运转频率fn是压缩机厂家规定的压缩机正常启动的维持频率。一般开机后在这个频率维持一定时间后才能退出启动阶段进入正常的频率控制阶段。根据需要也可以将相应阈值中的一个或多个设置为动态值。

更具体地，本发明的空调压缩机启动过程分三个主要阶段：

第一阶段：系统开机启动后，所述压缩机以第一频率f1(即，最低频率)运转第一时间time1之后，将所述压缩机的排气过热度与第一阈值(即，最小的阈值1)进行比较，如果所述压缩机的排气过热度小于所述第一阈值，则关闭所述压缩机、打开所述加热带并维持第二时间time2，然后重新执行系统开机后的流程。如果所述压缩机的排气过热度大于或等于所述阈值1，则进入第二阶段。

第二阶段：在所述压缩机的排气过热度大于或等于所述阈值1的情况下，使所述压缩机继续以第一频率f1运转，并将所述压缩机的排气过热度与其他更大的阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带。

具体地，如果所述压缩机的排气过热度大于或等于一个更大的阈值，则提升所述压缩机的当前频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值进行比较。如果所述压缩机的排气过热度小于所述一个更大的阈值，则打开所述加热带、提升所述压缩机的当前频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值进行比较。

也就是说，第二阶段的运行规律是：将压缩机的排气过热度与多个更大的阈值按照从小到大的顺序依次进行比较，如果压缩机的排气过热度大于或等于当前阈值，则直接提升压缩机频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值比较，否则在提升压缩机频率的同时还要打开加热带。当然，如果上一步中加热带已经打开，则这里所述的“打开加热带”本质上就是“保持加热带处于打开状态”。

第三阶段：当所述压缩机达到最高启动频率并运行相应时间后，判断所述压缩机的排气过热度是否大于所述多个设定阈值中最大的一个，如果是，则结束启动过程，所述压缩机开始正常运行；如果否，则报警停机。

优选地，在报警停机的情况下，如果所述加热带处于关闭状态，则打开所述加热带并维持一定时间，之后继续重新执行第一阶段系统开机后的流程，即压缩机以第一频率f1运转第一时间time1之后，将压缩机的排气过热度与第一阈值(即，最小的阈值1)进行比较。

下面参照图2以三层控制节点为例对本发明的空调压缩机启动方法进行具体说明。

首先，根据控制节点数量，将排气过热度TdSH设定三个阈值，阈值大小为：阈值1<阈值2<阈值3，如分别设置为5℃、8℃、10℃。

其中，阈值3是压缩机厂家规定的长时间运行的排气过热度极限最小值，一般为10℃。

并且，根据分层启动管理要求，设置压缩机工作频率和运行时间参数值。

压缩机频率为：第一运转频率f1<第二运转频率f2<第三运转频率f3，例如，第一、第二和第三运转频率可分别设置为15HZ、30HZ、50HZ。

其中，第一运转频率f1一般是压缩机能够运转的最低频率(即图1的步骤S1中的最低频率)，例如可以为15HZ，第三运转频率是压缩机厂家规定的压缩机正常启动的维持频率，例如可以为50HZ，第二运转频率可以是介于第一和第三运转频率之间的任何合适的值，例如可以是30HZ。

由于为了实现最大程度的节能，在空调系统停机时强制关闭了加热带。当空调系统开机时，压缩机首先在第一运转频率(如15HZ)运转time1时间(例如10秒)后，判断排气过热度TdSH是否达到阈值1。需注意的是，time1时间不能太长，否则真存在液击时会损坏压缩机。

由于第一运转频率是压缩机能够运转的最低频率，在低频率运行相当于试运行检测，即使有液击情况存在，低频率运行对压缩机损伤也会小一些。

相应地，在压缩机刚开始运转时，由于压缩机以第一运转频率运转属于低频试运转，time1时间比较短，TdSH值会缓慢上升。

若检测发现TdSH<阈值1时，则初步判断有启动液击风险，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热，并停止压缩机工作一段时间，该停止时长设定为time2。

在优选实施方式中，time2可以设定为动态值，如第1次是1分钟，再次运转判断需要停止时time2为2分钟等。适当延长time2可降低启动液击风险。

压缩机停止time2时间后，重新开始按照第一运转频率运转time1，并再次判断TdSH值是否达到阈值1。

当检测发现TdSH≥阈值1时，初步排除了严重液击的情况，后面可进一步升高频率，继续执行对TdSH≥阈值2的判断。

当判断TdSH≥阈值2时，直接调整压缩机工作状态，使压缩机以第二运转频率运转time3；time3例如可以为20秒。

如果判断TdSH＜阈值2，若此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。然后，压缩机按照第二运转频率运转time3时间。

时间time3结束后，继续执行对TdSH≥阈值3的判断。

当TdSH<阈值3时，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。然后压缩机按照第三运转频率运转time4时间(如3分钟)。

当TdSH≥阈值3时，直接调整压缩机工作状态，使压缩机以第三运转频率运转time4。

时间time4结束后，再次判断是否存在TdSH＜阈值3的情况。

如果检测发现，通过上述启动过程，TdSH≥阈值3，则结束启动阶段，压缩机和加热带开始正常自动控制。这里所述的正常自动控制是指加热带根据压缩机底部的温度传感器的检测值来打开和关闭。当底部传感器检测到的温度小于设定值时，认为存在液态冷媒的可能性比较大，则开启加热带进行加热；当底部传感器检测到的温度大于设定值时，认为存在液态冷媒的可能性比较小，则关闭加热带。

如果检测发现，通过上述启动过程，仍存在TdSH＜阈值3的情况，则表明压缩机未能正常启动，因此系统报警并停机。优选地，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。更优选地，在停机一段时间(例如5分钟)之后，重新按照最开始的第一运转频率(即最低频率)开始运行，重新执行整个压缩机启动过程。

下面结合图3以四层控制节点为例对本发明的空调压缩机启动方法进行说明。

首先，根据控制节点数量，将排气过热度TdSH设定四个阈值，阈值大小为：阈值1<阈值2<阈值3<阈值4。

并且，根据分层启动管理要求，设置压缩机工作频率和运行时间参数值。

压缩机频率为：第一运转频率f1<第二运转频率f2<第三运转频率f3<第四运转频率f4。

其中，第一运转频率f1一般是压缩机能够运转的最低频率，第四运转频率是压缩机厂家规定的压缩机正常启动的维持频率，第二运转频率和第三运转频率可以是介于第一和第四运转频率之间的任何合适的值，但需满足第二运转频率f2<第三运转频率f3。

由于为了实现最大程度的节能，在空调系统停机时强制关闭了加热带。当空调系统开机时，压缩机首先在第一运转频率运转time1时间后，判断排气过热度TdSH是否达到阈值1。需注意的是，time1时间不能太长，否则真存在液击时会损坏压缩机。

由于第一运转频率是压缩机能够运转的最低频率，在低频率运行相当于试运行检测，即使有液击情况存在，低频率运行对压缩机损伤也会小一些。

相应地，在压缩机刚开始运转时，由于压缩机以第一运转频率运转属于低频试运转，time1时间比较短，TdSH值会缓慢上升。

若检测发现TdSH<阈值1时，则初步判断有启动液击风险，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热，并停止压缩机工作一段时间，该停止时长设定为time2。

在优选实施方式中，time2可以设定为动态值，如第1次是1分钟，再次运转判断需要停止时time2为2分钟等。适当延长time2可降低启动液击风险。

压缩机停止time2时间后，重新开始按照第一运转频率运转time1，并再次判断TdSH值是否达到阈值1。

当检测发现TdSH≥阈值1时，初步排除了严重液击的情况，后面可进一步升高频率，继续执行对TdSH≥阈值2的判断。

当判断TdSH≥阈值2时，直接调整压缩机工作状态，使压缩机以第二运转频率运转time3。

如果判断TdSH＜阈值2，若此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。然后，压缩机按照第二运转频率运转time3时间。

时间time3结束后，继续执行对TdSH≥阈值3的判断。

当TdSH<阈值3时，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。然后压缩机按照第三运转频率运转time4时间。

当TdSH≥阈值3时，直接调整压缩机工作状态，使压缩机以第三运转频率运转time4。

时间time4结束后，继续执行对TdSH≥阈值4的判断。

当TdSH<阈值4时，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。然后压缩机按照第三运转频率运转time4时间。

当TdSH≥阈值4时，直接调整压缩机工作状态，使压缩机以第三运转频率运转time5。

时间time5结束后，再次判断是否存在TdSH＜阈值4的情况。

如果检测发现，通过上述启动过程，TdSH≥阈值4，则结束启动阶段，压缩机和加热带开始正常自动控制。这里所述的正常自动控制是指加热带根据压缩机底部的温度传感器的检测值来打开和关闭。当底部传感器检测到的温度小于设定值时，认为存在液态冷媒的可能性比较大，则开启加热带进行加热；当底部传感器检测到的温度大于设定值时，认为存在液态冷媒的可能性比较小，则关闭加热带。

如果检测发现，通过上述启动过程，仍存在TdSH＜阈值4的情况，则表明压缩机未能正常启动，因此系统报警并停机。优选地，如果此时加热带处于关闭状态，则开启加热带进行加热。更优选地，在停机一段时间之后，重新按照最开始的第一运转频率(即最低频率)开始运行，重新执行整个压缩机启动过程。

需要说明的是，尽管上面结合图2、图3分别以三个控制节点和四个控制节点为例描述了本发明的空调压缩机启动方法，但这并不是限制性的，本领域技术人员可以根据需要采取两个或四个以上的控制节点，只要这种控制节点数量的变化不偏离本发明的基本原理-即分层次逐步提升压缩机的频率以及选择性地开启加热带，则调整后的技术方案也将落入本发明的保护范围之内。

本领域技术人员能够理解的是，本发明在空调系统停机时强制关闭加热带，在系统启动时逐步提升压缩机的频率以及选择性地开启加热带，不仅解决了系统停机时加热带开启浪费能源的问题，同时还避免了强制关闭加热带在系统启动时导致压缩机液击而损坏压缩机的问题。也就是说，本发明在保证空调压缩机安全启动的前提下最大程度地实现了加热带节能运行。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空调压缩机启动方法，所述压缩机的底部设置有加热带，所述加热带在空调关机时处于关闭状态，

其特征在于，所述方法包括下列步骤：

S1，在刚启动时使所述压缩机以最低频率运转；

S2，实时获取所述压缩机的排气过热度；

S3，将所述压缩机的排气过热度依次与多个设定阈值进行比较，并根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带。

2.根据权利要求1所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，在所述步骤S3中，“将所述压缩机的排气过热度依次与多个设定阈值进行比较”的步骤进一步包括：

将所述压缩机的排气过热度与所述多个设定阈值按照从小到大的顺序依次进行比较。

3.根据权利要求2所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，所述多个设定阈值包括最小的第一阈值；

所述步骤S3进一步包括：

在所述压缩机以最低频率运转第一时间之后，将所述压缩机的排气过热度与所述第一阈值进行比较，如果所述压缩机的排气过热度大于或等于所述第一阈值，则使所述压缩机继续以最低频率运转，并将所述压缩机的排气过热度与其他阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带。

4.根据权利要求3所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：

如果所述压缩机的排气过热度小于所述第一阈值，则关闭所述压缩机、打开所述加热带并维持第二时间，然后执行步骤S1。

5.根据权利要求3所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，“将所述压缩机的排气过热度与其他阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带”的步骤进一步包括：

如果所述压缩机的排气过热度大于或等于一个更大的阈值，则提升所述压缩机的当前频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值进行比较。

6.根据权利要求5所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，“将所述压缩机的排气过热度与其他阈值按照从小到大的顺序依次进行比较以及根据比较结果分层逐步提升所述压缩机的频率以及选择性地开启所述加热带”的步骤还包括：

如果所述压缩机的排气过热度小于所述一个更大的阈值，则打开所述加热带、提升所述压缩机的当前频率并运转一段时间之后与下一个更大的阈值进行比较。

7.根据权利要求6所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，所述多个设定阈值还包括第二阈值和第三阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值，小于所述第三阈值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述压缩机达到最高启动频率并维持设定时间之后，判断所述压缩机的排气过热度是否大于所述多个设定阈值中最大的一个，如果是，则结束启动过程，所述压缩机开始正常运行；如果否，则报警停机。

9.根据权利要求8所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，所述方法还包括：

在报警停机的情况下，如果所述加热带处于关闭状态，则打开所述加热带并维持设定时间之后，继续执行步骤S1。

10.根据权利要求4至7中任一项所述的空调压缩机启动方法，其特征在于，所述第二时间为动态值，所述压缩机的关机次数越多，所述动态值越大。

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