一种压缩机高压保护系统和方法与流程

本发明涉及压缩机保护技术领域，具体地，涉及一种压缩机高压保护系统以及压缩机高压保护方法。

背景技术：

为了取得北美ETL安全认证证书，空调器中的制冷系统应满足北美安全标准UL1995-2011所规定的耐压试验要求。对于常见的空调器用制冷系统部件例如换热器，为了使其满足上述耐压试验要求，要求系统最大异常工作压力应小于4.7Mpa。

为了对系统最大异常工作压力进行检测，以确定换热器是否满足耐压试验要求，需要进行系统最大异常工作压力检测试验，在进行该试验时，要求屏蔽与空调器中的电控板相关的各种保护措施，待制冷系统稳定运行后，将室外风机电源断开，然后记录3次系统最终冲高的最大压力，并取最大值作为系统最大异常工作压力值。

在系统处于无保护状态的情况下，系统最终冲高的最大压力取决于压缩机自身卸载时其出气口处的最高压力，试验检测发现，一般空调器的压缩机卸载时出气口处的最高压力在4.9Mpa-5.5Mpa之间，不能满足上述耐压试验所要求的系统最大异常工作压力应小于4.7Mpa的标准，因此不能保证制冷系统通过耐压试验要求。

为了保证制冷系统通过耐压试验要求，现有技术中主要有两种方式，其中一种方式通过提升换热器用管材的壁厚来提升换热器的最高耐压极限，从而满足在较高的异常工作压力下保证系统可以通过耐压试验的要求。然而这种方式存在如下不足：1)不利于管材与常规机型换热器管材通用，标准化程度低；2)壁厚的增加会导致管材换热性能的下降以及换热器成本的上升；3)压缩机自身卸载时系统最高异常运行压力会由于压缩机单体的差异及品牌的差异而有所不同，导致对管材耐压极限的要求值不固定，这就需要针对不同的压缩机设计不同厚度的管材，降低了管材的通用性，导致管材的生产成本升高。

另一种方式是将高压开关串接在压缩机的接触器与主控电路板之间，从而实现压缩机的机械式高压保护，以将系统最大异常工作压力限制下4.7Mpa以下。然而，目前常用的高压开关的断开压力值和恢复压力值之间回差较小，一般在1.2Mpa以下，这种情况下，对于换热器为小管径换热器或微通道换热器的空调器，由于换热器内容积减小，再加上压缩机高温启动时瞬间压力较高，从而导致压缩机出气口处的压力的快速升高及回落，这样会反复触发高压开关断开与闭合，引起压缩机的频繁启停，进而易造成压缩机烧损。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种压缩机高压保护系统和高压保护方法，以抑制压缩机高压保护时频繁启停的问题，进而提高压缩机的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种压缩机高压保护系统，所述高压保护系统包括：接触器，电源模块和延时保护开关；所述接触器的电源输入端子与所述电源模块连接，所述接触器的电源输出端子与压缩机连接，所述接触器的控制线圈的一端与所述电源模块的一输出端连接，另一端通过所述延时保护开关与所述电源模块的另一输出端连接，所述延时保护开关能够在所述压缩机的排气压力大于或等于第一阈值时关断，以使所述接触器的电源输入端子与电源输出端子断开；并能够在所述压缩机的排气压力小于或等于第二阈值时延时设定时间T后闭合，以使所述接触器的电源输入端子与电源输出端子接通，所述第二阈值小于所述第一阈值。

优选地，所述电源模块包括供电电源和控制电路板，所述延时保护开关包括高压开关和延时电路板，所述供电电源的零线输出端与所述接触器的控制线圈的一端以及所述接触器的电源输入端子的一端连接，所述供电电源的火线输出端与所述接触器的电源输入端子的另一端连接，所述控制电路板的电压信号输出端与所述高压开关的触头开关的一端连接，所述高压开关的触头开关的另一端与所述延时电路板的输入端连接，所述延时电路板的输出端与所述接触器的控制线圈的另一端连接，其中

所述高压开关能够检测所述压缩机的排气压力，并在所述排气压力大于或等于第一阈值时断开触头开关，在所述排气压力小于或等于第二阈值时接通触头开关，所述延时电路板的输出端能够在所述触头开关断开时断开，并在所述触头开关闭合时延时所述设定时间T后接通；所述控制电路板的电压信号输出端用于输出不为零的电压信号，且所述延时电路板的输出端断开时，所述接触器的电源输入端子与电源输出端子断开，所述延时电路板的输出端接通时，所述接触器的电源输入端子与电源输出端子接通。

优选地，所述供电电源为208V-253V供电电源，所述控制电路板的电压信号输出端用于输出3V-24V电压信号。

优选地，所述电源模块包括供电电源、控制电路板和变压器，所述延时保护开关包括高压开关和延时继电器；所述供电电源的输出端分别连接所述变压器的输入端和所述接触器的电源输入端子，所述变压器的一输出端分别连接所述接触器的控制线圈的一端、所述高压开关的触头开关的一端和接地点，另一输出端连接所述延时继电器的线圈的一端，所述延时继电器的线圈的另一端连接所述高压开关的触头开关的另一端；所述延时继电器的常开延时闭合开关的一端接所述控制电路板的电压信号输出端，另一端接所述接触器的控制线圈的另一端；其中，

所述高压开关能够检测所述压缩机的排气压力，并在所述排气压力大于或等于第一阈值时断开触头开关，在所述排气压力小于或等于第二阈值时接通触头开关，所述延时继电器的常开延时闭合开关能够在所述触头开关断开时断开，并在所述触头开关闭合时延时所述设定时间T后闭合；所述控制电路板的电压信号输出端用于输出电压值不等于零的电压信号，并且所述延时继电器的常开延时闭合开关断开时，所述接触器的电源输入端子与电源输出端子断开，所述延时继电器的常开延时闭合开关闭合时，所述接触器的电源输入端子与电源输出端子接通。

优选地，所述供电电源为208V-253V供电电源，所述变压器的输出端输出3V-24V电压信号，所述控制电路板的电压信号输出端用于输出3V-24V电压信号。

优选地，所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值大于或等于1.5Mpa。

本发明提供的压缩机高压保护系统具有如下有益效果：

本发明提供的压缩机高压保护系统设有延时保护开关，该延时保护开关能够在压缩机的排气压力大于或等于第一阈值时关断，并在压缩机的排气压力小于或等于第二阈值时延时预定时间T后闭合，当延时保护开关断开时，接触器的电源输入端子和电源输出端子断开，电源模块停止为压缩机供电，此时压缩机停止工作，当延时保护开关闭合时，接触器的电源输入端子和电源输出端子接通，电源模块开始为压缩机供电，此时压缩机启动；通过延时开关的延时作用，压缩机的停止和启动之间的时间间隔能够得到有效延长，从而能够有效抑制压缩机频繁启停的问题，进一步，可提高压缩机的使用寿命。

本发明的第二方面提供一种压缩机高压保护方法，所述方法包括：

在压缩机的排气压力大于或等于第一阈值时断开其供电电源；

在压缩机的排气压力小于或等于第二阈值时延时时间t后接通其供电电源；

其中，所述第二阈值小于所述第一阈值。

优选的，所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值大于或等于1.5Mpa。

本发明提供的压缩机高压保护方法具有如下有益效果：

本发明提供的压缩机高压保护方法在压缩机的排气压力大于或等于第一阈值时断开其供电电源，从而可以对压缩机进行高压保护，在压缩机的排气压力小于或等于第二阈值时延时时间t后接通其供电电源，从而可以有效延长压缩机高压保护时停止和启动之间的时间间隔，进而可以有效缓解压缩机高压保护时频繁启停的问题，进一步，可有效提高压缩机的使用寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的其中一种压缩机高压保护系统的电气原理图；

图2是本发明实施例提供的另一种压缩机高压保护系统的电气原理图。

附图标记说明

1-供电电源 2-变压器

3-高压开关 4-压缩机

5-延时继电器 6-控制电路板

7-接触器 8-延时电路板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

请参阅图1-图2，本发明实施例的第一方面提供一种压缩机高压保护系统，所述高压保护系统包括：接触器7，电源模块和延时保护开关；所述接触器7具有电源输入端子，电源输出端子和控制线圈，其中，电源输入端子和电源输出端子通过接触器7的内部受控开关对应相连，该内部受控开关可在控制线圈得电的条件下闭合，并在控制线圈失电的条件下断开，因此，通过控制所述控制线圈的得电和失电可以控制所述电源输入端子和电源输出端子的接通和断开；本实施例中所述接触器7的电源输入端子与所述电源模块连接，所述接触器7的电源输出端子与所述压缩机4连接，并且所述接触器7的控制线圈的一端与所述电源模块的一输出端连接，另一端通过所述延时保护开关与所述电源模块的另一输出端连接，所述延时保护开关能够检测所述压缩机4的排气压力，并在所述压缩机4的排气压力大于或等于第一阈值时关断，在所述压缩机4的排气压力小于或等于第二阈值时延时设定时间T后闭合，当所述延时保护开关关断时，所述控制线圈失电，进而所述接触器7的电源输入端子与电源输出端子断开，此时，电源模块停止为压缩机4供电，当所述延时保护开关闭合时，所述控制线圈得电，进而所述接触器7的电源输入端子与电源输出端子接通，电源模块提供所述压缩机4的工作电源，压缩机4启动。

其中，所述第二阈值小于所述第一阈值，为了使得压缩机4能够顺利通过北美安全标准UL1995-2011所规定的耐压试验要求，所述第一阈值一般小于或等于4.7Mpa。所述设定时间T的长短根据压缩机4单位时间内需要控制的启停次数决定，例如所述设定时间T可以设置为5s-10s，当然，本发明实施例并不限于此。

通过上述延时开关的延时作用，压缩机4的停止和启动之间的时间间隔能够得到有效延长，从而能够有效抑制压缩机4频繁启停的问题，进而可以提高压缩机4的使用寿命。

上述压缩机高压保护系统中，所述电源模块和所述延时保护开关的具体结构可以有多种，二者共同配合以解决压缩机高压保护时频繁启停的问题，下面给出所述电源模块和所述延时保护开关的几种具体结构，并结合其具体结构对压缩机高压保护系统的工作原理进行说明。

实施例一

请参阅图1，所述电源模块包括供电电源1和控制电路板6，所述延时保护开关包括高压开关3和延时电路板8，所述供电电源1具有零线输出端和火线输出端，所述控制电路板6具有用于输出不为零的电压信号的电压信号输出端，所述高压开关3可以采用现有技术中的用于压缩机高压保护的高压开关3，该高压开关3具有气体压力感应端和触头开关；所述延时电路板8具有输入端和输出端，具体实施时，所述延时电路板8可以采用微控制芯片，该微控制芯片例如可以由单片机及其外围电路组成，所述延时电路板8的输出端为一个受控开关，所述受控开关能够在所述延时电路板8的输入端无电流通过时立即关断，以断开所述受控开关的输入端和输出端，而在所述延时电路板8的输入端有电流通过时，延时设定时间T后闭合，以接通所述受控开关的输入端和输出端，该设定时间T可以由单片机控制。

其中，所述供电电源1的零线输出端与所述接触器7的控制线圈的一端以及所述接触器7的电源输入端子的一端连接，所述供电电源1的火线输出端与所述接触器7的电源输入端子的另一端连接，所述控制电路板6的电压信号输出端与所述高压开关3的触头开关的一端连接，所述高压开关3的触头开关的另一端与所述延时电路板8的输入端连接，所述延时电路板8的输出端与所述接触器7的控制线圈的另一端连接。需要说明的是，所述接触器7的电源输入端子的两端彼此电气隔离，并且该电源输入端子的彼此电气隔离的两端与电源输出端子的彼此电气隔离的两端通过由控制线圈控制的开关对应电连接。由此，当控制线圈得电时，所述电源输入端子的两端分别与所述电源输出端子的两端对应接通，当控制线圈失电时，所述电源输入端子的两端分别与所述电源输出端子的两端对应断开。

上述控制电路板6的电压信号输出端可以受外部人为控制，例如，所述控制电路板6可以连接外部的按键，从而可以通过人工按压按键的方式控制压缩机4启动或停止，或者所述控制电路板6设置有无线信号接收模块，该无线信号接收模块能够接收外部的遥控信号，通过人为操作遥控器的方式控制压缩机4启动或停止。

上述实施例一的压缩机高压保护系统的工作原理如下：

通过人工操作例如按压按键或操作遥控器控制所述控制电路板6的电压信号输出端输出电压值不等于零的电压信号，以使所述延时电路板8的输入端得电，所述延时电路板8的输出端与输入端接通，所述接触器7的控制线圈得电，具体地，电流由图1中所述接触器7的控制线圈的右端流向左端，所述接触器7的电源输入端子与电源输出端子接通，供电电源1为所述压缩机4提供工作电源，压缩机4启动，所述高压开关3的气体压力感应端安装在所述压缩机4的排气口处或连接所述压缩机4的排气口的排气管道上，从而所述高压开关3能够检测所述压缩机4在工作过程中的排气压力，当所述压缩机4的排气压力大于或等于第一阈值时，所述高压开关3的触头开关断开，所述延时电路板8的输入端失电，所述延时电路板8的输出端在所述延时电路板8的输入端失电时立即断开，此时，所述接触器7的控制线圈失电，所述接触器7的电源输入端子和电源输出端子断开，所述供电电源1停止为压缩机4供电，所述压缩机4停止工作，排气压力减小，当所述压缩机4的排气压力小于或等于第二阈值时，所述高压开关3的触头开关接通，所述延时电路板8的输入端得电，所述延时电路板8的输出端在所述延时电路板8的输入端得电的情况下会延时预定时间T后闭合，所述延时电路板8的输入端与输出端接通，所述接触器7的控制线圈得电，所述接触器7的电源输入端子和电源输出端子接通，所述供电电源1为所述压缩机4提供工作电源，所述压缩机4启动；通过所述延时电路板8的延时作用，本实施例一提供的压缩机高压保护系统能够有效延长压缩机4工作过程中因高压保护造成的压缩机4停止和启动之间的间隔时间，从而有效缓解了压缩机高压保护时频繁启停的问题，进而可以有效延长压缩机4的使用寿命。

上述实施例一中，由于所述压缩机4的有效工作电压一般为220V，因此，所述供电电源1可以采用208V-253V供电电源1，所述控制电路板6的电压信号输出端用于输出3V-24V的电压信号，如此，可以通过使所述控制线圈接通或断开弱电电流而控制所述压缩机4的启停。当需要人工干预来使压缩机4停止运行时，则通过人工操作例如按压按键或操作遥控器控制所述控制电路板6的电压信号输出端输出电压值等于零的电压信号，则此时接触器7的控制线圈的左右两端的电压都为0V，控制线圈失电，接触器7的电源输入端子与电源输出端子断开，压缩机停止运行。

实施例二

请参阅图2，所述电源模块包括供电电源1、控制电路板6和变压器2，所述延时保护开关包括高压开关3和延时继电器5，所述供电电源1具有零线输出端和火线输出端，所述控制电路板6具有电压信号输出端，该电压信号输出端用于输出电压值不等于所述变压器2的输出电压的电压信号，所述变压器2包括两个输入端子和两个输出端子，所述高压开关3可以采用现有技术中的用于压缩机高压保护的高压开关3，该高压开关3具有气体压力感应端和触头开关；所述延时继电器5具有线圈和常开延时闭合开关，所述常开延时闭合开关能够在所述线圈通电的情况下延时设定时间T后闭合，并在所述线圈断电的情况下立即断开；其中，不同类型的延时继电器5具有不同时间长度的延时特性，因此，可以根据实际需要选择延时继电器5的类型。

其中，所述供电电源1的输出端分别与所述变压器2的输入端以及所述接触器7的电源输入端子并联，所述变压器2的一输出端分别连接所述接触器7的控制线圈的一端、所述高压开关3的触头开关的一端和接地点，另一输出端连接所述延时继电器5的线圈的一端，所述延时继电器5的线圈的另一端连接所述高压开关3的触头开关的另一端；所述延时继电器5的常开延时闭合开关的一端接所述控制电路板6的电压信号输出端，另一端接所述接触器7的控制线圈的另一端。

上述控制电路板6的电压信号输出端可以受外部人为控制，例如，所述控制电路板6可以连接外部的按键，从而可以通过人工按压按键的方式控制压缩机4启动或停止，或者所述控制电路板6设置有无线信号接收模块，该无线信号接收模块能够接收外部的遥控信号，通过人为操作遥控器的方式控制压缩机4启动或停止。

上述实施例二的压缩机高压保护系统的工作原理如下：

通过人工操作例如按压按键或操作遥控器控制所述控制电路板6的电压信号输出端输出电压值不等于零的电压信号，以使得所述接触器7的控制线圈得电，具体地，电流由图2中所述接触器7的控制线圈的右端流向左端，接触器7的电源输入端子与电源输出端子接通，供电电源1为压缩机4提供工作电源，压缩机4启动；所述高压开关3的气体压力感应端安装在所述压缩机4的排气口处或连接所述压缩机4的排气口的排气管道上，从而所述高压开关3能够检测所述压缩机4在工作过程中的排气压力，当所述压缩机4的排气压力大于或等于第一阈值时，所述高压开关3的触头开关断开，所述延时继电器5的线圈失电，所述延时继电器5的常开延时闭合开关在所述延时继电器5的线圈失电时立即断开，此时，所述接触器7的控制线圈失电，所述接触器7的电源输入端子和电源输出端子断开，所述供电电源1停止为压缩机4供电，所述压缩机4停止工作，排气压力减小，当所述压缩机4的排气压力小于或等于第二阈值时，所述高压开关3的触头开关接通，所述延时继电器5的线圈得电，所述延时继电器5的常开延时闭合开关在所述延时继电器5的线圈得电的情况下会延时预定时间T后闭合，所述延时继电器5的常开延时闭合开关闭合后，所述接触器7的控制线圈得电，所述接触器7的电源输入端子和电源输出端子接通，所述供电电源1开始为所述压缩机4提供工作电源，所述压缩机4启动；通过所述延时继电器5的延时作用，本实施例二提供的压缩机高压保护系统能够有效延长压缩机4工作过程中因高压保护造成的压缩机4停止和启动之间的间隔时间，从而有效缓解了压缩机高压保护时频繁启停的问题，进而可以有效延长压缩机4的使用寿命。

上述实施例二中，由于所述压缩机4的有效工作电压一般为220V，因此，所述供电电源1可以采用208V-253V供电电源1，所述变压器2的输出端例如可以输出3V-24V电压信号，所述控制电路板6的电压信号输出端例如可以输出3V-24V的电压信号，当然，只要所述控制电路板6输出的电压能够使得所述接触器7的控制线圈接通电流即可，该电流指的是可以驱动所述接触器7的电源输入端子与电源输出端子接通或关断的电流，因此，本实施例二中所述控制电路板6的输出电压值并不限于此。基于同样的原理，本实施例二中所述变压器2的输出电压值也不限于上述所列举的3V-24V。

当需要人工干预来使压缩机4停止运行时，则通过人工操作例如按压按键或操作遥控器控制所述控制电路板6的电压信号输出端输出电压值等于零的电压信号，则此时接触器7的控制线圈的左右两端的电压都为0V，控制线圈失电，接触器7的电源输入端子与电源输出端子断开，压缩机停止运行。

上述实施例一和实施例二中均通过增加延时器件的方式来解决压缩机高压保护时频繁启停的问题，在此基础上，为了更进一步地延长所述压缩机4停止与启动之间的时间间隔，优选地，所述高压开关3可以设置为断开压力值与恢复压力值之间回差大于或等于1.5Mpa的高压开关3，即，使得所述高压开关3的触头开关断开的压缩机4的排气压力的第一阈值与使得所述高压开关3的触头开关接通的压缩机4的排气压力的第二阈值之间的差值大于或等于1.5Mpa。相较于一般的断开压力值与恢复压力值之间回差小于1.2Mpa的高压开关3，该优选技术方案中的高压开关3也能够有效延长压缩机4停止与启动之间的时间间隔，从而更进一步地缓解压缩机高压保护时频繁启停的问题，进而提高所述压缩机4的使用寿命。

本发明实施例的第二方面还提供一种压缩机高压保护方法，所述方法包括：

在压缩机4的排气压力大于或等于第一阈值时断开其供电电源1，以对所述压缩机4进行高压保护；

在压缩机4的排气压力小于或等于第二阈值时延时时间t后接通其供电电源1，以延长所述压缩机4从停止到启动之间的时间间隔，进而有效缓解压缩机高压保护时频繁启停的问题，上述延时时间t的长短可以根据压缩机4单位时间内需要控制的启停次数决定。

为了更进一步地延长所述压缩机4停止与启动之间的时间间隔，所述第一阈值与所述第二阈值之间的差值大于或等于1.5Mpa。

本发明实施例的第二方面提供的压缩机高压保护方法可采用上述第一方面提供的压缩机高压保护系统来实现。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。