[发明专利]高温气冷型冷气机及其运转控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温气冷型冷气机及其运转控制方法，尤指一种在高温气冷型冷气机机外温度骤降提供保护措施，使其冷凝器内部的热交换量缓和变化，以维护高温气冷型冷气机运转效率及确保使用安全的相关技术。

背景技术

按高温气冷型冷气机是一种运用在天车上的气冷式冷气机，由于天车的工作场所属于高温环境，因此在运输过程中经常性地来往于热区与冷区(指环境温度而言)，由于前述高温气冷型冷气机安装在天车上所设的冷房，因此对于高温气冷型冷气机而言，其工作环境亦经常性地在热区与冷区之间变换，然而环境温度的经常改变，对于冷气机的运转效率是相当大的考验，特别是热区与冷区的极大温差时，对于运转效率的考验将更加严峻。

请参阅图7所示，为高温气冷型冷气机内部结构的示意图，其与一般冷气机的基本架构大致相同，包括一压缩机70、一蒸发器71、一膨胀阀72及一冷凝器73，该压缩机70、蒸发器71、膨胀阀72与冷凝器73之间分别以一冷媒管路701、702、703相互连接；此外，蒸发器71与冷凝器73在其相对位置上分别设有一蒸发器风扇710及一冷凝器风扇730，通过送风以提高蒸发器71与冷凝器73内部热交换的效率。

此外，前述蒸发器71上设有一冷媒低压保护装置75，该冷凝器73的出口处则设有一冷媒高压保护装置76，其二者为冷气机内部的保护机制，当蒸发器71入口的压力过低或冷凝器73出口压力过高时，将分别启动该冷媒低压保护装置75、冷媒高压保护装置76而作出紧急停机处置，确保系统安全。但由于高温气冷型冷气机特殊的工作环境，在实际运用时，前述保护措施将有误动作之虞，主要原因来自于冷凝器73内部热交换量的骤变所造成。

以实际的运作状况而言，当天车在热区停留作业时，热区温度可能高达70℃，其代表天车上安装的高温气冷型冷气机的工作环境温度亦为70℃，尽管冷气机的设计仍可满足冷却的要求，然而一旦天车与其上的高温气冷型冷气机快速地由热区移动至冷区，则冷房外的环境温度骤降，造成冷凝器73的冷却能力突然大增，而蒸发器71内的冷媒压力与冷房能力亦将出现骤变，请参阅图8、图9所示，其显示天车上的冷气机在67℃的热区运转时，其蒸发器71内的冷媒压力与冷房能力分别为0.9kg/cm²-g及8343kcal/hr，当天车快速移往28℃的冷区时，其蒸发器71内的冷媒压力急骤下降至-0.21kg/cm²-g，而冷房能力也从原来的8343kcal/hr下降至6497.4kcal/hr，直到振荡流动结束才恢复至冷区工作的正常运转压力与冷房能力。

一般而言，冷媒热交换器热量交换的骤变，会使热交换器管内的冷媒气液两相流空泡比(void fraction)及流量产生变化，出口流量将呈现冲击反应(Surge Phenomena)，并造成振荡流动(如图10所示)，尤其在冷气机系统中，冷凝器73的冷却能力骤增时，冷凝器73出口的液态流量将突然减少，因而导致蒸发器71入口压力的降低，必须等到前述振荡流动结束后，冷气机内的各部元件才会提升至冷区工作的正常运转压力与流量。在冷气机的保护机制中，蒸发器71入口的压力突然降低，将会被判定为出现漏媒现象，进而启动冷媒低压保护装置75使系统跳机而停止运转，此种现象造成的结果，轻则降低了冷气机运转的效率，严重时将引发安全性问题。

由上述可知，天车上所设的高温气冷型冷气机，因经常来回于温度悬殊的热区与冷区，当移动速度快速时，将造成冷媒热交换量的骤变，其可能造成保护措施的误动作而停机，以致影响冷气机的运转效率，甚至衍生安全性问题，故有进一步检讨，并谋求可行解决方案的必要。

发明内容

因此，本发明主要目的在于提供一种高温气冷型冷气机的运转控制方法，针对高温气冷型冷气机机外温度骤降时提供保护措施，使其冷媒热交换量的变化趋于缓和，以确保冷气机的运转效率及使用安全。

为达成前述目的采取的主要技术手段令前述方法包括有：

监测冷气机外的即时机外温度；

判断即时机外温度在一单位时间内的温度变化率；

当单位时间与温度变化率的比值高于一设定值时，即对冷凝器的风扇执行风量管制，令风扇降低其风量并运转一段时间后解除风量管制；

利用前述方法，可因应高温气冷型冷气机外环境温度的改变，动态调整冷凝器内冷媒的热交换量，使冷媒热交交换量趋于缓和，藉以避免造成蒸发器内冷媒压力降低而误启动保护性停机，从而可确保运转效率与使用安全。

前述对冷凝器风扇执行风量管制的技术手段系对该风扇的马达执行变频(降频)控制。