本发明属于压缩机制造技术领域，具体而言，涉及一种制冷设备的防护系统和用于压缩机安全运行的保护方法。
背景技术：
随着国内外家用空调能效标准不断提升，个人节能环保意识持续增强，家用空调市场中，变频压缩机的使用量近年增长较快，但是变频压缩机高温退磁故障率高成为制约变频压缩机推广的一个重要因素。在实现本发明的过程中，发明人发现，压缩机高温退磁主要是由于空调高压流路堵塞，而压缩机持续运行，超高的吸排气压比以及较高的吸气温度，导致泵体排气温度远超磁铁正常工作温度，引起转子失磁，最终压缩机失效。
同时，在制冷设备运行过程中，也偶尔会出现因空调系统高压侧堵塞，低压侧泄漏，压缩机持续运行而从低压侧吸入空气，然后导致压缩机空气运行爆炸的事故。其机理和内燃机类似，当空气不断被吸入、压缩、过热排气，压缩机冷冻机油气化形成油汽混合物。当温度、压力达到一定条件，冷冻机油自燃、爆炸！此类事故可导致人员伤亡、财产损失。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种制冷设备的防护系统，所述制冷设备的防护系统可以有效地监控压缩机的高温退磁风险或空气运行爆炸风险。
根据本发明实施例的制冷设备的防护系统，包括压缩机、冷凝器、节流单元和蒸发器，其特征在于，所述防护系统包括：测量模块，所述测量模块用于测量所述制冷循环的实时数据；数据采集模块，所述数据采集模块与所述测量模块电连接，用于采集所述测量模块测量的实时数据；控制模块，所述控制模块与所述数据采集模块电连接，且与所述压缩机电连接；其中，所述控制模块设置为根据所述数据采集模块采集的实时数据控制所述压缩机的通电或断电。
根据本发明实施例的制冷设备的防护系统，可以有效地监控压缩机的高温退磁风险或空气运行爆炸风险，该系统的通用性高、应用难度低、针对性强、反应速度快，且成本低。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，所述测量模块包括：工况参数测量部件，所述工况参数测量部件用于测量所述压缩机的壳体温度tc、所述冷凝器的入口温度td、所述冷凝器的冷凝温度tcond；电参数测量部件，所述电参数测量部件用于测量所述压缩机的工作电流i。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，所述工况参数测量部件包括：第一温度测量器，用于检测所述压缩机的壳体温度tc；第二温度测量器，用于测量所述冷凝器的入口温度td；第三温度测量器，用于测量所述冷凝器的冷凝温度tcond。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，所述控制模块设置成，当tc＞tcmax时，所述控制模块控制所述压缩机断电，其中，tcmax为所述压缩机的壳体温度预设上限值。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，所述控制模块设置成，当tc＞tcmax，dv≤dvmin，且imin≤i≤imax时，所述控制模块控制所述压缩机断电，其中，tcmax为所述压缩机的壳体温度的预设上限值，dv＝td-tc，dvmin为所述冷凝器的入口温度与所述压缩机的壳体温度的预设差值下限值，imin为所述压缩机的工作电流的预设下限值，imax为所述压缩机的工作电流的预设上限值。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，所述控制模块设置成，当tc＞tcmax，dv≤dvmin，tcond≤tcondmax，δtcond≤δtcondmin，且imin≤i≤imax时，所述控制模块控制所述压缩机断电，其中，tcmax为所述压缩机的壳体温度的预设上限值，dv＝td-tc，dvmin为所述冷凝器的入口温度与所述压缩机的壳体温度的预设差值下限值，imin为所述压缩机的工作电流的预设下限值，imax为所述压缩机的工作电流的预设上限值，tcondmax为所述冷凝器的冷凝温度的预设上限值，δtcond为所述冷凝温度的变化率，δtcondmin为所述冷凝温度的变化率的预设下限值。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，所述控制模块包括：计算单元、寄存单元、比较单元、输出单元；其中，所述寄存单元与所述数据采集单元、所述计算单元、所述比较单元电连接，所述计算单元与比较单元电连接，所述输出单元与所述比较单元电连接；所述计算单元用于根据所述实时数据以及预设的计算程式计算出计算结果；所述寄存单元用于寄存预设参数、所述实时数据、所述计算结果、所述比较单元的比较结果；所述比较单元用于比较所述预设参数、所述实时参数以及所述计算结果以得出比较结果；所述输出单元适于与所述压缩机或所述制冷设备的开关电连接，用于根据所述比较结果控制所述压缩机的通电或断电。
根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统，还包括：报警器，所述报警器与所述控制模块电连接。
本发明还提出了一种用于压缩机安全运行的保护方法，包括如下步骤：设定制冷设备安全运行的预设参数；测量所述制冷设备运行状态下的实时数据；将所述实时数据或根据所述实时数据计算出的计算值与所述预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令，所述控制指令包括控制压缩机断电。
根据本发明一个实施例的用于压缩机安全运行的保护方法，所述预设参数包括所述压缩机的壳体温度预设上限值tcmax，所述实时数据包括所述压缩机的壳体温度tc，所述步骤将所述实时数据或根据所述实时数据计算出的计算值与所述预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令包括：当tc＞tcmax时，所述控制模块控制所述压缩机断电。
根据本发明一个实施例的用于压缩机安全运行的保护方法，所述预设参数包括所述压缩机的壳体温度预设上限值tcmax、所述冷凝器的入口温度与所述压缩机的壳体温度的预设差值下限值dvmin、所述压缩机的工作电流的预设下限值imin、所述压缩机的工作电流的预设上限值imax，所述实时数据包括所述压缩机的壳体温度tc和所述冷凝器的入口温度td，根据所述实时数据计算出的计算值包括dv，dv＝td-tc，所述步骤将所述实时数据或根据所述实时数据计算出的计算值与所述预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令包括：当tc＞tcmax，dv≤dvmin，且imin≤i≤imax时，所述控制模块控制所述压缩机断电。
根据本发明一个实施例的用于压缩机安全运行的保护方法，所述预设参数包括所述压缩机的壳体温度预设上限值tcmax、所述冷凝器的入口温度与所述压缩机的壳体温度的预设差值下限值dvmin、所述压缩机的工作电流的预设下限值imin、所述压缩机的工作电流的预设上限值imax、所述冷凝器的冷凝温度的预设上限值tcondmax、所述冷凝温度的变化率的预设下限值δtcondmin，所述实时数据包括所述压缩机的壳体温度tc和所述冷凝器的入口温度td，根据所述实时数据计算出的计算值包括dv和所述冷凝温度的变化率δtcond，dv＝td-tc，所述步骤将所述实时数据或根据所述实时数据计算出的计算值与所述预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令包括：当tc＞tcmax，dv≤dvmin，tcond≤tcondmax，δtcond≤δtcondmin，且imin≤i≤imax时，所述控制模块控制所述压缩机断电。
所述用于压缩机安全运行的保护方法与上述的制冷设备的防护系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的防护系统的结构示意图；
图2和图3是根据本发明实施例的防护系统中的数据传输示意图；
图4-图6是根据本发明实施例的用于压缩机安全运行的保护方法的流程图。
附图标记：
压缩机10，冷凝器20，节流单元30，蒸发器40，
测量模块100，第一温度测量器110，第二温度测量器120，第三温度测量器130，电参数测量部件140，
数据采集模块200，
控制模块300，计算单元310、寄存单元320、比较单元330、输出单元340，
报警器410，开关420，电源430。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的制冷设备的防护系统。制冷设备可以为空调等设备。
如图1所示，制冷设备的制冷循环包括压缩机10、冷凝器20、节流单元30和蒸发器40，压缩机10的排气口与冷凝器20的入口通过管路相连，冷凝器20的出口通过管路与蒸发器40的入口相连，且冷凝器20的出口与蒸发器40的入口之间设有节流单元30，蒸发器40的出口与压缩机10的吸气口通过管路相连，压缩机10与电源430相连，且压缩机10与电源430之间设有开关420。
如图1-图3所示，根据本发明一个实施例的制冷设备的防护系统包括：测量模块100、数据采集模块200、控制模块300。
其中，测量模块100用于测量制冷循环的实时数据，该实时数据可以包括制冷循环中的至少部分器件的温度或制冷剂在制冷循环中各处的工作温度，数据采集模块200与测量模块100电连接，数据采集模块200用于采集测量模块100测量的实时数据，控制模块300与数据采集模块200电连接，数据采集模块200将采集的制冷循环的实时数据传输给控制模块300，控制模块300与压缩机10电连接，控制模块300设置为根据数据采集模块200采集的实时数据控制压缩机10的通电或断电。
也就是说，本发明实施例的制冷设备的防护系统通过监测制冷设备的工作数据，通过该数据来判断压缩机10是否存在高温退磁或空气运行爆炸的风险，提前发现风险点，并对压缩机10作断电处理，可以提高制冷设备的运行安全性。
根据本发明实施例的制冷设备的防护系统，可以有效地监控压缩机10的高温退磁风险或空气运行爆炸风险，该系统的通用性高、应用难度低、针对性强、反应速度快，且成本低。
如图2和图3所示，测量模块100包括：工况参数测量部件和电参数测量部件140。
其中，工况参数测量部件用于测量压缩机10的壳体温度tc、冷凝器20的入口温度td、冷凝器20的冷凝温度tcond，冷凝器20的入口温度td约等于压缩机10的排气温度，冷凝器20的冷凝温度tcond为制冷设备冷冻循环的冷凝温度，可以用冷凝器20的中部温度来表征。
工况参数测量部件可以包括：第一温度测量器110、第二温度测量器120、第三温度测量器130。
第一温度测量器110用于检测压缩机10的壳体温度tc，比如第一温度测量器110为热电阻传感器，且第一温度测量器110安装于压缩机10的上壳体。
第二温度测量器120用于测量冷凝器20的入口温度td，比如第二温度测量器120可以为热电偶传感器，且第二温度测量器120粘贴于压缩机10排气管与冷凝器20的连接中部，具体地，对于某型号的制冷设备可以粘贴于压缩机10排气管后连接管的第一个u弯，通过压缩机10与冷凝器20之间连接管的中部温度表征冷凝器20的入口温度td，可以简化冷凝器20的入口温度td的测量。
第三温度测量器130用于测量冷凝器20的冷凝温度tcond，比如第三温度测量器130为热电阻传感器，且第三温度测量器130粘贴于冷凝器20的中部，具体地，对于某型号的制冷设备第三温度测量器130粘贴于冷凝器20的第一排第五个u弯。
电参数测量部件140用于测量压缩机10的工作电流i，电参数测量部件140包括：霍尔传感器，用于测量测量压缩机10的r相电流。
如图2和图3所示，控制模块300包括：计算单元310、寄存单元320、比较单元330、输出单元340。
寄存单元320与数据采集单元、计算单元310、比较单元330电连接，计算单元310与比较单元330电连接，输出单元340与比较单元330电连接，计算单元310用于根据实时数据以及预设的计算程式计算出计算结果，寄存单元320用于寄存预设参数、实时数据、计算结果、比较单元330的比较结果，比较单元330用于比较预设参数、实时参数以及计算结果以得出比较结果，输出单元340适于与压缩机10或制冷设备的开关420电连接，用于根据比较结果控制压缩机10的通电或断电。
参考图3，制冷设备的防护系统还可以包括：报警器410，报警器410与控制模块300电连接，具体地，报警器410与输出单元340电连接，在比较结果判断出压缩机10存在高温退磁或空气运行爆炸的风险，输出单元340输出信号给报警器410。
在一些实施例中，控制模块300设置成，当tc＞tcmax时，控制模块300控制压缩机10断电，其中，tcmax为压缩机10的壳体温度预设上限值，tcmax可以预先写入控制模块300。可以理解的是，当tc＞tcmax时则可判断压缩机10存在内部高温风险，控制模块300控制报警器410发出报警信号且控制开关420切断压缩机10的供电。
在另一些实施例中，控制模块300设置成，当tc＞tcmax，dv≤dvmin，且imin≤i≤imax时，控制模块300控制压缩机10断电，其中，tcmax为压缩机10的壳体温度的预设上限值，dv＝td-tc，dvmin为冷凝器20的入口温度与压缩机10的壳体温度的预设差值下限值，imin为压缩机10的工作电流的预设下限值，imax为压缩机10的工作电流的预设上限值，tcmax、dvmin、imin、imax可以预先写入控制模块300。可以理解的是，当上述条件同时满足时，则可判断系统存在高压侧堵塞的风险，控制模块300控制报警器410发出报警信号且控制开关420切断压缩机10的供电。需要说明的是，若i不满足imin≤i≤imax，则可能是其他故障。
在又一些实施例中，控制模块300设置成，当tc＞tcmax，dv≤dvmin，tcond≤tcondmax，δtcond≤δtcondmin，且imin≤i≤imax时，控制模块300控制压缩机10断电，其中，tcmax为压缩机10的壳体温度的预设上限值，dv＝td-tc，dvmin为冷凝器20的入口温度与压缩机10的壳体温度的预设差值下限值，imin为压缩机10的工作电流的预设下限值，imax为压缩机10的工作电流的预设上限值，tcondmax为冷凝器20的冷凝温度的预设上限值，δtcond为冷凝温度的变化率，δtcondmin为冷凝温度的变化率的预设下限值，tcmax、tcondmax、dvmin、δtcondmin、imin、imax可以预先写入控制模块300。可以理解的是，当上述条件同时满足时，可判断压缩机10存在高温退磁或空气运行的风险，控制模块300控制报警器410发出报警信号且控制开关420切断压缩机10的供电。需要说明的是，若i不满足imin≤i≤imax，则可能是其他故障。
本发明还公开了一种用于压缩机10安全运行的保护方法，本发明实施例的用于压缩机10安全运行的保护方法可以使用上述实施例的制冷设备的防护系统实现。
如图4-图6所示，根据本发明实施例的用于压缩机10安全运行的保护方法包括如下步骤：设定制冷设备安全运行的预设参数；测量制冷设备运行状态下的实时数据；将实时数据或根据实时数据计算出的计算值与预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令，控制指令包括控制压缩机10断电。
在一些实施例中，预设参数包括压缩机10的壳体温度预设上限值tcmax，实时数据包括压缩机10的壳体温度tc，步骤将实时数据或根据实时数据计算出的计算值与预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令包括：当tc＞tcmax时，控制模块300控制压缩机10断电。可以理解的是，当tc＞tcmax时则可判断压缩机10存在内部高温风险，控制模块300控制报警器410发出报警信号且控制开关420切断压缩机10的供电。
在另一些实施例中，预设参数包括压缩机10的壳体温度预设上限值tcmax、冷凝器20的入口温度与压缩机10的壳体温度的预设差值下限值dvmin、压缩机10的工作电流的预设下限值imin、压缩机10的工作电流的预设上限值imax，实时数据包括压缩机10的壳体温度tc和冷凝器20的入口温度td，根据实时数据计算出的计算值包括dv，dv＝td-tc，步骤将实时数据或根据实时数据计算出的计算值与预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令包括：当tc＞tcmax，dv≤dvmin，且imin≤i≤imax时，控制模块300控制压缩机10断电。可以理解的是，当上述条件同时满足时，则可判断系统存在高压侧堵塞的风险，控制模块300控制报警器410发出报警信号且控制开关420切断压缩机10的供电。需要说明的是，若i不满足imin≤i≤imax，则可能是其他故障。
在又一些实施例中，预设参数包括压缩机10的壳体温度预设上限值tcmax、冷凝器20的入口温度与压缩机10的壳体温度的预设差值下限值dvmin、压缩机10的工作电流的预设下限值imin、压缩机10的工作电流的预设上限值imax、冷凝器20的冷凝温度的预设上限值tcondmax、冷凝温度的变化率的预设下限值δtcondmin，实时数据包括压缩机10的壳体温度tc和冷凝器20的入口温度td，根据实时数据计算出的计算值包括dv和冷凝温度的变化率δtcond，dv＝td-tc，步骤将实时数据或根据实时数据计算出的计算值与预设参数比较，并根据比较结果输出控制指令包括：当tc＞tcmax，dv≤dvmin，tcond≤tcondmax，δtcond≤δtcondmin，且imin≤i≤imax时，控制模块300控制压缩机10断电。可以理解的是，当上述条件同时满足时，可判断压缩机10存在高温退磁或空气运行的风险，控制模块300控制报警器410发出报警信号且控制开关420切断压缩机10的供电。需要说明的是，若i不满足imin≤i≤imax，则可能是其他故障。
在又一些实施例中，参考图5，根据本发明实施例的用于压缩机10安全运行的保护方法包括以下步骤：
s1：把用于压缩机10安全运行的防护系统安装在制冷设备中，写入安全运行的预设参数；s2：测量并采集制冷设备运行状态下的实时工况参数和电参数；s3：根据特定逻辑对所述工况参数和所述电参数进行计算处理；s4：把所述工况参数、电参数以及计算处理结果与所述预设参数进行比较、判断及输出控制。
参考图6，根据本发明实施例的用于压缩机10安全运行的保护方法包括以下步骤：
s101：把用于压缩机10安全运行的防护系统安装在制冷设备中；
s102：于控制模块300中预设壳体温度上限值tcmax、冷凝温度的单位时间变化率下限值δtcondmin、冷凝器20的入口温度与所述压缩机10的壳体温度的差值下限值dvmin、压缩机10的正常工作电流上限imax、压缩机10的正常工作电流下限imin以及冷凝温度的上限值tcondmax；s103：测量并采集制冷设备运行状态下的壳体温度tc、冷凝器20的入口温度td、制冷设备的冷凝温度tcond与压缩机10的工作电流i；s104：计算冷凝温度的单位时间变化率δtcond以及冷凝器20入口温度与所述压缩机10壳体温度的差值dv；s105：比较以下参数，若tc＞tcmax，则可判断所述压缩机10存在内部高温风险，输出报警信号与开关420控制动作；s106：比较以下参数，若tc＞tcmax，dv≤dvmin，imin≤i≤imax同时满足，则可判断所述系统存在高压侧堵塞的风险，输出报警信号与开关420控制动作；s107：比较以下参数，若tc＞tcmax，dv≤dvmin，tcond≤tcondmax，δtcond≤δtcondmin，且imin≤i≤imax同时满足，则可判断所述压缩机10存在高温退磁或空气运行的风险，输出报警信号与开关420控制动作。
综上，根据本发明提出的用于压缩机10安全运行的保护方法，通过对测量、采集制冷设备的工况参数和电参数进行特定逻辑计算后，与预设参数进行比较、判断，最终输出报警信号及与电源430控制动作，从而避免压缩机10出现高温退磁和空气运行爆炸。该方法逻辑清晰、通用性高、针对性强，且不会与现有常用制冷设备的控制逻辑矛盾。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。