压力控制器是传统制冷设备、冷库机组不可或缺的压力配套检测保护器件。在众多的压力控制器品牌中,丹佛斯使用广泛、保护性能稳定,受到制冷行业工程设备商的青睐,但是该压力控制器属于国外知名品牌,如果对其产品特点不了解或了解不够深入,就会给使用、调试、替换等带来一定的困难,笔者结合自身对该产品使用心得撰文,以供同行参考,避免走弯路!

       丹佛斯压力控制器常用的有三种,分别为KP1型(低压压力控制器)、KP5型(高压压力控制器)、KP15型(高低压压力控制器)。这些压力控制器中有自动复位或手动复位功能,以及回差调节款和恒定压差款等。本文以工程中应用最广泛,由波兰共和国(POLAND)或印度(INDIA)制造的KP1、KP5以及KP15为例,逐一进行技术分享 !

       丹佛斯采用的压力单位为bar(巴)或psi(磅/平方英寸),为了便于读者换算以及结合在国内常使用压力单位实际情况,本文全部采用传统的kgf/cm²为单位进行撰文表达,其转换式为:1kgf/cm²= 1bar= 14.5psi。


一、KP1压力控制器

       KP1压力控制器如图1所示,是一款低压压力控制器件,主要用于防止制冷系统低压压力过低保护。该款为自动复位型控制器。

1.内部面向用户的主要结构框图

       拆开KP1的顶盖和前外壳后,如图2所示,面向用户的主要有压力显示刻度盘、低压压力及低压回差压力调节螺杆、接线端子等。

2.低压压力控制器工作原理

       KP1压力控制器冷媒接入口(1/4英寸喇叭口连接),接至制冷系统的低压侧,制冷设备工作时系统的低压侧压力会实时传送至压力控制器,如果检测到压力比设定的压力值高,说明系统正常(正常时:接线部位的1、4端口接通),KP1电气原理示意图如图3所示。

       如果检测的压力比设定的压力值低,说明系统低压压力过低(例如冷媒泄漏、干燥过滤器、毛细管、热力膨胀阀堵塞等都会导致低压压力过低),为了保护压缩机,不至于在压力过低或者没冷媒的系统中运行时,导致压缩机温升过高、磨损加剧、加速老化等,所以一旦检测到低压压力低于设定值时,就会报警保护,触头1、4断开,切断压缩机电路,1、2接通促使指示灯或喇叭得电报警等,使压缩机保护停机等,实现低压过低保护功能。

        KP1低压压力控制器电气端子能接入交流(AC)或直流(DC)电源,触头能通过的最大电流为16A,在工程应用中一般不直接控制大负载如大功率压缩机等,而是通过其触头控制交(直)流接触器(或继电器)来间接控制压缩机,这样不至于在大电流应用中触头接通、断开瞬间产生过大的电弧、火花等,从而影响产品使用寿命。所以KP1的触头往往用在控制电路场合较多,而直接控制压缩机的主电路情况较少。在控制电路中,16A的触头电流承载能力,完全能满足负荷的要求。

3.低压压力控制器应用调节

        KP1低压压力控制器面向用户的可调功能有低压压力设定值和回差压力可调。低压压力设定可以依据工程设备对压缩机低压吸气压力限制、保护功能角度,来设定低压数值,可设置压力范围为-0.2kgf/cm?~7.5kgf/cm'。调节前,先卸下锁片(锁片作用就是避免调节好后由于机组震动或其他非制冷技术专业人员随意乱动,破坏巳设置的低压保护数值),然后使用十字螺丝刀对着压力调节杆顺时针或逆时针转动,见图2所示,调节到所需的压力保护数值。该低压压力控制器还可以控制停机回差压力值,回差值可调范围为0.7kgf/cm²~4 kgf/cm²。例如,某中央空调冷水机组,使用R22冷媒,低压压力正常值范围为3kgf/cm²~7kgf/cm²,所以很多的工程技术人员一般把低压压力控制器设定在2kgf/cm?左右,一旦系统低压侧压力低于设定值,控制器的触头1.4断开,切断电路,压缩机停机;当压缩机停机后,高压侧压力会向低压侧平衡,因此低压侧压力回升,如果已调节的回差为1kgf/cm²,这样当低压平衡压力达到3kgf/cm²(2+1)时,KP1压力控制器的触头1、4又能重新接通,恢复闭合,为再次启动做准备。

       低压回差调节其实就是调节停机后需要达到什么压力才能恢复触头接通。卸下锁片,使用一字螺丝刀可以进行回差调节,见图2所示。回差太大、太小都会对系统有一定的影响。如果回差值调得太大,就会导致低压达到平衡的压力值较大才能使触头闭合,一旦系统泄漏冷媒较多,而回差值又调整得比较大,有可能平衡后也不能达到再次闭合触头所需的压力值,导致机组停机后不会再启动。

        例如,一套中央空调冷水机组低压保护值为2kgf/cm²,如果回差值调到3kgf/cm²,也就意味着停机后平衡压力要达到5kgf/cm²,KP1才能恢复触头闭合,假如该机子冷媒泄漏很严重就会导致平衡后冷媒压力达不到5kgf/cm²而机组不会再次启动的现象。如果回差压力值调得太小也会导致系统冷媒压力未完全平衡又再次接通触头的频繁启/停切换。因此,要结合不同冷媒、不同设备、不同使用工况、环境等来综合研判调节回差值,一般调节至1kgf/cm~3kgf/cm²为常见。


二、KP5压力控制器

       KP5压力控制器是一款高压压力控制器,如图4所示。

       主要用于防止制冷系统高压压力过高保护。此处介绍的是自动复位型控制器,因为自动复位款占应用的比重较大,比手动复位能有效提高机房、设备维护人员的工作效率。

1.内部面向用户的基本结构框图

       KP5属于高压压力控制器件,内部基本结构与KP1类似,但其与KP1最大的区别在于刻度调节窗口显示的数值范围不一样,高压设置范围为8kgf/cm²~32kgf/cm²,回差压力调节数值为2kgf/cm²~6kgf/cm²,见图4所示。由于是高压压力控制保护器件,所以可调的起步压力以及最大压力范围明显比KP1要大,因此,调节时要注意,选型时也要关注刻度量程,不允许把高压控制器用于超量程场合,例如高压控制保护器用于低压场合,就会使设备一直处于保护状态,跳不回压缩机正常工作模式。

2.高压压力控制器工作原理

       KP5是一款高压压力控制器,其原理与KP1相似,冷媒输入口同样也是1/4 英寸喇叭口连接,接到制冷系统的高压侧,用于检测高压侧的压力,实现过高压保护功能。卸下压力控制器顶部的锁片,依据制冷设备的要求,可以通过调节螺杆对系统高压限定值进行设定,其压力调节范围为:8kgf/cm²~32kgf/cm²,还可以调节回差压力螺杆对回差压力值进行调节,其回差压力调节范围为:2kgf/cm²-6kgf/cm²。当制冷设备运行中高压值低于设定的压力值时,系统运行正常,电气触头1、2接通,1、4断开,接线图如图5所示。

        如果因故障导致高压压力过高,达到高压限定值时,1、2断开,1、4接通,从而实现过高压保护功能,避免压力过高加剧器件磨损或直接损坏零部件,以及管路爆裂导致冷媒泄漏危险。KP5高压压力控制器,其触头也是通过最大16A的交流或直流电流,其接线应用与KP1类似,此处不再赘述!

3.高压压力控制器应用调节

        KP5面向用户能调节的功能与KP1一样,也是压力(高压)设置值与回差压力值。例如在R22冷媒空调的应用中,高压冷媒正常工作压力一般在16kgf/cm²~25kgf/cm²之间,因此设定高压保护值就不能低于25kgf/cm';此处回差压力值指的是当高压压力达到或超过25kgf/cm²后,触头1.2断开,实现过高压保护停机,停机后高压冷媒就会通过节流装置压缩机、蒸发器等进行压力平衡 ,如果回差压力调节在3kgf/cm²,此时高压压力要一直降到22kgf/cm²(25 -3)时触头1.2才恢复闭合,才能有效保护系统或压缩机。

        如果回差压力调得太小,就会导致停机后高压向低压平衡,压力很快就达到触头起跳的闭合值,也就会发现频繁开/停机的现象。


三、KP15压力控制器

         KP15压力控制器是目前制冷、暖通行业使用最多的高低压压力控制器。该压力控制器是一款复合型的压力控制器件,其实就是基本等于“KP1+KP5”组合方案,包含了低压和高压压力检测保护功能。同时该款型号还包含了“可调压差款(低压侧)”和“恒定压差款”两种,如图6、图7所示。

1.内部面向用户的基本结构框图

      打开KP15的前面盖,看到有压力调节刻度盘、电气接线端子等,如图8、图9所示。KP15目前有两款,一款为低压回差可调,另-款为恒定回差款,其高低压回差不可调,已由厂家设置好的。因此,选用时要结合制冷系统实际情况进行选择。

2.高低压压力控制器工作原理

       KP15是一款高低压压力控制器,图中左侧为高压检测控制,右侧为低压,其功能就是防止高压压力过高和低压压力过低,起保护作用。高低压冷媒接入管均为1/4英寸,当制冷系统运行时低压.压力高于设定值以及高压压力低于高压设定数值时,说明系统运行正常,如图10所示。

      电气触头A、C接通;如果因制冷系统故障,导致低压压力低于设定值时A.C断开,切断压缩机电路,同时A、B闭合接通报警指示灯或蜂鸣器电路等,实现过低压保护;如果高压压力高于设定值时,压力控制器就会切断A、C电气触头,使压缩机停转,继而接通A、D指示灯或蜂鸣器电路,实现保护停机,避免损坏压缩机等器件或管路。

3.高低压压力控制器应用调节

      KP15是目前制冷设备中用于防止高压压力过高、低压过低的主要保护器件。高低压冷媒接口分别接到制冷系统的高低压侧,通过检测的压力与设定的压力比较,来控制电气触头通/断,从而确定正常或报故障保护。例如在一套中温( -189C)冷库中,如图11所示,使用R22冷媒,制冷系统低压压力一般 在0.5kgf/cm²~2.5kgf/cm²,高压压力一般 在9kgf/ cm²~18kgf/cm²,为了对本系统更好地保护,避免损坏昂贵的压缩机,工程中一般把低压保护压力设置为0.1kgf/cm²~0.4kgf/cm²左右,低压回差设置0.7kgf/cm², 高压设定在18kgf/cm²~20kgf/cm²之间。

      在工程应用中要注意的是KP15有高压侧保护手动复位款和高低压均为手动复位款。KP15高低压压力控制器(低压回差调节自动复位款):一旦低压过低达到低压下线保护值时,触头断开停机,此时压力回升,压力平衡达到设定回差压力值后自动复位,也就是说触头保护断开后自动恢复闭合。而高压侧保护触头因故障断开及平衡压力后需复位则要推压一下绿色的“RE-SET"键,触头才能恢复闭合,见图6,实现接通电路为下次启动作准备。KP15高低压压力控制器(高低压恒定回差手动复位款):此款属于高压或低压侧故障后需要手动复位器件,见图7。低压侧仅有低压压力调节螺杆,如果检测系统压力低于设定压力值时就会使电气触头断开,压缩机停机平衡压力达到.回差值后仍然需要手动推压下绿色的低压“RESET"键,方能使触头恢复闭合。同理,如果高压过高保护后高压的电 气触头断开,平衡压力达到回差的接通值时,仍然需要手动推压一下绿色的“RE-SET"键触头才 能恢复接通。

      提示:在制冷工程中也许有同行会疑问,有没可能高低压侧同时报故障,依据工程实践以及理论分析此现象一般情况下是不可能出现的。


四、知识链接:高低压压力控制器的选择

      压力控制器主要用于检测系统的高低压压力,从而保护系统安全以及贵重的压缩机等器件,在实际工程中很多的小企业或自行拼装的冷水机组设备基于成本考虑往往选择一些小品牌的厂家,使用半年以,上陆陆续续会出现一些问题,笔者结合工程应用,举例与大家分享!

1.经常无缘无故高低压控制器报故障

      一套供注塑机用的R22冷媒冷水机组现场检测高压压力为16kgf/cm²,低压4.5kgf/cm², 注塑机使用也正常,但是冷水机组经常自动保护停机。细查,发现高低压压力控制器中的高压调整在23kgf/cm²,低压调整在1.5kgf/cm²。 调节没问题,为什么会无缘无故跳高压保护?细查后发现高低压压力保护器性能已老化,但出厂日期不到一年,更换知名品牌的高低压压力控制器后故障排除。

       目前知名品牌有:丹佛斯、鹭宫、艾默生、奉申、三花等,相对性能稳定,耐用性好!

2.系统压力异常达到设定值,高低压控制器也不会保护跳闸

       此例是维修人员常遇到的故障,系统散热不良,压缩机长期高压过高、电流过大运行,导致压缩机烧毁,也没有过高压保护停机。按理此故障不该发生,因为一旦达到系统高压过高或者低压过低设定值,转换触头就会跳转进行保护停机,但如使用一些杂牌控制器就会出现烧压缩机也不停机的现象。建议更换大品牌的,以确保系统和设备的稳定性。