CN110513825A - 一种冷媒泄漏检测与控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷媒泄漏检测与控制方法，包括：检测整机的当前冷媒量；从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案；其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。根据上述实施例的教导，本发明能够高效准确地检测空调器是否发生冷媒泄漏，并在整机运行时，执行相应的控制方案，安全可靠。本发明还提供了一种冷媒泄漏检测与控制系统。

Description

一种冷媒泄漏检测与控制方法及系统

技术领域

本发明涉及空调器控制技术领域，尤其涉及一种冷媒泄漏检测与控制方法及系统。

背景技术

空调/空调器，即空气调节器(Air Conditioner)，是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、流速等参数进行调节和控制的设备。

在对现有技术的研究中，本发明的发明人发现，传统的空调器冷媒泄露的检测手段普遍为，通过检测蒸发器和冷凝器的运行参数，再将该运行参数与预设的运行参数进行比对，从而判定样机是否发生冷媒泄漏，并选择相应的控制方案。

这些检测手段需要将空调器的整机运行，并在各项运行参数稳定后才能进行数据检测，并判断是否发生冷媒泄漏。其实制冷系统的运行是需要较长的一段时间，各项参数才趋于稳定的，这就意味着，检测时间将被延长。

在略极端的情况下，如空调器长时间不开机，且冷媒泄漏较少，此时进行冷媒泄露检测，则需要整机运行一段时间待各项参数才趋于稳定，这样会对制冷系统造成很大的损害。

在极端的情况下，如一些可燃冷媒如R32、R290类，在冷媒泄漏的前提下，周边的冷媒浓度达到下限值时，启动压缩机时会有打火花引发点然点爆风险的。

可见，现有的冷媒泄漏检测方法，不可避免地会损害自身的系统，且存在较为严重的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种冷媒泄漏检测与控制方法及系统，能够高效准确地检测空调器是否发生冷媒泄漏，并在整机运行时，执行相应的控制方案，安全可靠。

第一方面，本发明一实施例提供一种冷媒泄漏检测与控制方法，包括：

检测整机的当前冷媒量；

从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案；其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。

优选地，所述检测整机的当前冷媒量，包括：

检测室内的环境温度与整机系统内的冷媒压力值，同时，将所述环境温度换算为热力学温度；

对所述环境温度、所述冷媒压力值和系统内的容积值，采用理想气体状态方程进行运算，得到冷媒质量；其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

优选地，所述环境温度为进行温度补偿后的环境温度。

优选地，所述冷媒泄漏程度包括无冷媒泄漏、冷媒轻微泄漏、冷媒中度泄漏和冷媒严重泄漏；

所述无冷媒泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯不闪烁；

冷媒轻微泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯低频闪烁；

冷媒中度泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯中频闪烁；

冷媒严重泄漏对应的控制方案为：禁止开机且提示灯高频闪烁。

优选地，所述冷媒严重泄漏对应的控制方案还包括：

响应强制开机指令，允许开机且提示灯高频闪烁，在整机运行时间达到预设阈值时，停止运行。

根据上述实施例的教导，所述方法通过检测系统内的冷媒量的变化情况，能够高效准确地判断空调器是否发生冷媒泄漏，以及冷媒泄漏程度，从而能够在整机运行时，执行相应的控制方案，将对系统的损坏程度降至最低，同时规避安全隐患，安全可靠。

第二方面，本发明一实施例还提供一种冷媒泄漏检测与控制系统，包括：

检测模块，用于检测整机的当前冷媒量；

控制模块，用于从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案；其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。

优选地，所述检测模块，包括：

温度检测子模块，用于检测室内的环境温度；

压力检测子模块，用于检测整机系统内的冷媒压力值；

第一计算子模块，用于将所述环境温度换算为热力学温度；

第二计算子模块，用于对所述环境温度、所述冷媒压力值和系统内的容积值，采用理想气体状态方程进行运算，得到冷媒质量；其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

优选地，所述环境温度为进行温度补偿后的环境温度。

优选地，所述冷媒泄漏程度包括无冷媒泄漏、冷媒轻微泄漏、冷媒中度泄漏和冷媒严重泄漏；

所述无冷媒泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯不闪烁；

冷媒轻微泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯低频闪烁；

冷媒中度泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯中频闪烁；

冷媒严重泄漏对应的控制方案为：禁止开机且提示灯高频闪烁。

优选地，所述冷媒严重泄漏对应的控制方案还包括：

响应强制开机指令，允许开机且提示灯高频闪烁，在整机运行时间达到预设阈值时，停止运行。

根据上述实施例的教导，所述系统通过检测系统内的冷媒量的变化情况，能够高效准确地判断空调器是否发生冷媒泄漏，以及冷媒泄漏程度，从而能够在整机运行时，执行相应的控制方案，将对系统的损坏程度降至最低，同时规避安全隐患，安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的冷媒泄漏检测与控制方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施例提供的冷媒泄漏检测与控制方法的流程示意图；

图3是本发明第三实施例提供的冷媒泄漏检测与控制方法的流程示意图；

图4是本发明第四实施例提供的冷媒泄漏检测与控制系统的结构示意图；

图5是本发明第五实施例提供的冷媒泄漏检测与控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本发明第一实施例：

请参阅图1，一种冷媒泄漏检测与控制方法，包括：

S10、检测整机的当前冷媒量。

其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

通过相关仪器直接读取或者采用间接计算的方式，获得整机的当前冷媒量(气体质量)，可以理解为系统内气体(即冷媒)的质量。

S20、从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案。其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。

在一具体的实施例当中，在获得当前冷媒量后，对照设定的冷媒量，就可以得知系统内的冷媒量存比，再对应预设的参数表，划分不同的冷媒泄漏等级，从而对应不同的控制方案。

本实施例不需要系统开启压缩机就可以得到比较准确的数值(当前冷媒量)，其是通过检测系统内的冷媒量的变化情况，高效准确地判断空调器是否发生冷媒泄漏，以及冷媒泄漏程度，从而能够在整机运行时，执行相应的控制方案，将对系统的损坏程度降至最低，同时规避安全隐患，安全可靠。

本发明第二实施例：

请参阅图2，作为优选实施例，在上述实施例的基础上，所述检测整机的当前冷媒量，包括：

S101、检测室内的环境温度与整机系统内的冷媒压力值，同时，将所述环境温度换算为热力学温度。

S102、对所述环境温度、所述冷媒压力值和系统内的容积值，采用理想气体状态方程进行运算，得到冷媒质量。其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

在一具体实施例当中，采用间接计算的方式，获得整机的当前冷媒量(气体质量)，可以理解为系统内气体(即冷媒)的质量。具体的，通过检测室内环境温度、系统内部的冷媒压力，系统的容积是已知的，结合理想气体状态方程，可计算得到系统的气体(即冷媒)的质量。

可以理解的是，压力、温度和质量是满足理想气体状态方程pV＝m/M*RT的，公式中的V为常数，表示系统的容积(即蒸发器、冷凝器、压缩机内部空间，以及配管内空间的总和)，R为理想气体常数，因此在容积一定的系统空间内，冷媒的质量M、压力p(绝对压力)，和温度T的关系是满足理想气体状态方程的，可以简化为函数M＝f(p,T)。也就是说，测量出系统内的压力p，以及温度T，即可计算出系统的气体(即冷媒)的质量。

需要说明的是，压力参数p可通过压力传感器探测，温度T参数为热力学温度，为探测的环境温度加273.5K得出。

在本实施例中，整机(移动空调、除湿机等)的蒸发器、冷凝器都是放置在一个箱体里面，所以在系统没开启之前，室内温度传感器就相当于系统内的均匀气体的温度(实际情况会存在比较小的温差，但在静止状态，误差很小可忽略)。

需要说明的是，若室内的蒸发器和室内的冷凝器周边的环境温度是不一样的，用1个环境温度传感器探测(无论是内或外)都不能比较准确的表征出其系统内部气体(冷媒)的平均温度，精度会相差很大。也就是说，本实施例更加适用或针对整体式的空调，此类空调的制冷系统如蒸发器、冷凝器、压缩机都在同一箱体的空调，如移动空调、除湿机。

根据上述实施例的教导，对冷媒量的提前检测不需要开启压缩机，同时也解决了系统内冷媒量探测不够精准的难点，以及避免了R290等可燃冷系统移动空调、除湿机在极端情况下未能检测出严重泄漏而开机带来的安全隐患。

在一优选实施例当中，所述环境温度为进行温度补偿后的环境温度。

在精度要求高的控制需求下，可以对温度T参数进行温度补偿，如加个温度补偿。

本发明第三实施例：

请参阅图3，作为优选实施例，在上述实施例的基础上，所述冷媒泄漏程度包括无冷媒泄漏、冷媒轻微泄漏、冷媒中度泄漏和冷媒严重泄漏。

所述无冷媒泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯不闪烁；

冷媒轻微泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯低频闪烁；

冷媒中度泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯中频闪烁；

冷媒严重泄漏对应的控制方案为：禁止开机且提示灯高频闪烁。

在一具体的实施例当中：

第一步：开机；

第二步：检测室内传感器的温度，计算出热力学温度T；

第三步：检测系统内压力参数p；

第四步：读取预设V参数，通过程序根据pV＝mRT计算出系统内的气体即冷媒的质量m。

根据第四步计算得出的冷媒量(m值)所落在的区间值M1、M2、M3、M4分另选相应的控制方案。其中，M1～M4是预设值，对应控制方案为01～04，具体为：

M1区间表示冷媒量无泄漏，对应方案01，具体控制为无提示，正常开启压缩机；

M2区间表示冷媒量80～90％，不影响使用，对应控制方案02，可以开启压缩机，提示灯低频弱闪烁；

M3区间表示冷媒量65～80％，可以使用但效果差，需要对用户进行提示，对应控制方案03，具体为压缩机可以开启，提示灯中频强闪烁；

M4区间表示冷媒量低于65％，对应控制方案04，具体为压缩机不可开启，开提示灯高频强闪烁。

在一优选实施例中，所述冷媒严重泄漏对应的控制方案还包括：

响应强制开机指令，允许开机且提示灯高频闪烁，在整机运行时间达到预设阈值时，停止运行。

即，待用户选择是否强行开机，在用户确认强行开机后，能够开机的目的是为让维修人员能够进行维修检测后加冷媒，并且只能运行1小时，过程保持提示灯的高频闪烁，1小时后关机；如果用户在是否强行开机选择否，则关机。

根据上述实施例的教导，所述方法通过检测系统内的冷媒量的变化情况，能够高效准确地判断空调器是否发生冷媒泄漏，以及冷媒泄漏程度，从而能够在整机运行时，执行相应的控制方案，将对系统的损坏程度降至最低，同时规避安全隐患，安全可靠。

本发明第四实施例：

请参阅图4，一种冷媒泄漏检测与控制系统，包括：

检测模块01，用于检测整机的当前冷媒量。

其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

通过相关仪器直接读取或者采用间接计算的方式，获得整机的当前冷媒量(气体质量)，可以理解为系统内气体(即冷媒)的质量。

控制模块02，用于从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案；其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。

在一具体的实施例当中，在获得当前冷媒量后，对照设定的冷媒量，就可以得知系统内的冷媒量存比，再对应预设的参数表，划分不同的冷媒泄漏等级，从而对应不同的控制方案。

本实施例不需要系统开启压缩机就可以得到比较准确的数值(当前冷媒量)，其是通过检测系统内的冷媒量的变化情况，高效准确地判断空调器是否发生冷媒泄漏，以及冷媒泄漏程度，从而能够在整机运行时，执行相应的控制方案，将对系统的损坏程度降至最低，同时规避安全隐患，安全可靠。

本发明第五实施例：

请参阅图5，作为优选实施例，在上述实施例的基础上，所述检测模块，包括：

温度检测子模块011，用于检测室内的环境温度；

压力检测子模块012，用于检测整机系统内的冷媒压力值；

第一计算子模块013，用于将所述环境温度换算为热力学温度；

第二计算子模块014，用于对所述环境温度、所述冷媒压力值和系统内的容积值，采用理想气体状态方程进行运算，得到冷媒质量；其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

在一具体实施例当中，采用间接计算的方式，获得整机的当前冷媒量(气体质量)，可以理解为系统内气体(即冷媒)的质量。具体的，通过检测室内环境温度、系统内部的冷媒压力，系统的容积是已知的，结合理想气体状态方程，可计算得到系统的气体(即冷媒)的质量。

可以理解的是，压力、温度和质量是满足理想气体状态方程pV＝m/M*RT的，公式中的V为常数，表示系统的容积(即蒸发器、冷凝器、压缩机内部空间，以及配管内空间的总和)，R为理想气体常数，因此在容积一定的系统空间内，冷媒的质量M、压力p(绝对压力)，和温度T的关系是满足理想气体状态方程的，可以简化为函数M＝f(p,T)。也就是说，测量出系统内的压力p，以及温度T，即可计算出系统的气体(即冷媒)的质量。

需要说明的是，压力参数p可通过压力传感器探测，温度T参数为热力学温度，为探测的环境温度加273.5K得出。

在本实施例中，整机(移动空调、除湿机等)的蒸发器、冷凝器都是放置在一个箱体里面，所以在系统没开启之前，室内温度传感器就相当于系统内的均匀气体的温度(实际情况会存在比较小的温差，但在静止状态，误差很小可忽略)。

需要说明的是，若室内的蒸发器和室内的冷凝器周边的环境温度是不一样的，用1个环境温度传感器探测(无论是内或外)都不能比较准确的表征出其系统内部气体(冷媒)的平均温度，精度会相差很大。也就是说，本实施例更加适用或针对整体式的空调，此类空调的制冷系统如蒸发器、冷凝器、压缩机都在同一箱体的空调，如移动空调、除湿机。

根据上述实施例的教导，对冷媒量的提前检测不需要开启压缩机，同时也解决了系统内冷媒量探测不够精准的难点，以及避免了R290等可燃冷系统移动空调、除湿机在极端情况下未能检测出严重泄漏而开机带来的安全隐患。

在一优选实施例当中，所述环境温度为进行温度补偿后的环境温度。

在精度要求高的控制需求下，可以对温度T参数进行温度补偿，如加个温度补偿。

请参阅图3，在一具体的实施例当中，所述冷媒泄漏程度包括无冷媒泄漏、冷媒轻微泄漏、冷媒中度泄漏和冷媒严重泄漏；

所述无冷媒泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯不闪烁；

冷媒轻微泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯低频闪烁；

冷媒中度泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯中频闪烁；

冷媒严重泄漏对应的控制方案为：禁止开机且提示灯高频闪烁。

在一具体的实施例当中：

第一步：开机；

第二步：检测室内传感器的温度，计算出热力学温度T；

第三步：检测系统内压力参数p；

第四步：读取预设V参数，通过程序根据pV＝mRT计算出系统内的气体即冷媒的质量m。

根据第四步计算得出的冷媒量(m值)所落在的区间值M1、M2、M3、M4分另选相应的控制方案。其中，M1～M4是预设值，对应控制方案为01～04，具体为：

M1区间表示冷媒量无泄漏，对应方案01，具体控制为无提示，正常开启压缩机；

M2区间表示冷媒量80～90％，不影响使用，对应控制方案02，可以开启压缩机，提示灯低频弱闪烁；

M3区间表示冷媒量65～80％，可以使用但效果差，需要对用户进行提示，对应控制方案03，具体为压缩机可以开启，提示灯中频强闪烁；

M4区间表示冷媒量低于65％，对应控制方案04，具体为压缩机不可开启，开提示灯高频强闪烁。

在一优选实施例中，所述冷媒严重泄漏对应的控制方案还包括：

响应强制开机指令，允许开机且提示灯高频闪烁，在整机运行时间达到预设阈值时，停止运行。

即，待用户选择是否强行开机，在用户确认强行开机后，能够开机的目的是为让维修人员能够进行维修检测后加冷媒，并且只能运行1小时，过程保持提示灯的高频闪烁，1小时后关机；如果用户在是否强行开机选择否，则关机。

解决了使用R290冷媒(或R32等可燃冷媒)的除湿机在冷媒泄漏的情况下，冷媒积聚带来的安全隐患问题，提高使用环保但可燃冷媒系统的除湿机的使用安全性。

根据上述实施例的教导，所述方法通过检测系统内的冷媒量的变化情况，能够高效准确地判断空调器是否发生冷媒泄漏，以及冷媒泄漏程度，从而能够在整机运行时，执行相应的控制方案，将对系统的损坏程度降至最低，同时规避安全隐患，安全可靠。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可监听存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷媒泄漏检测与控制方法，其特征在于，包括：

检测整机的当前冷媒量；

从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案；其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测整机的当前冷媒量，包括：

检测室内的环境温度与整机系统内的冷媒压力值，同时，将所述环境温度换算为热力学温度；

对所述环境温度、所述冷媒压力值和系统内的容积值，采用理想气体状态方程进行运算，得到冷媒质量；其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环境温度为进行温度补偿后的环境温度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷媒泄漏程度包括无冷媒泄漏、冷媒轻微泄漏、冷媒中度泄漏和冷媒严重泄漏；

所述无冷媒泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯不闪烁；

冷媒轻微泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯低频闪烁；

冷媒中度泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯中频闪烁；

冷媒严重泄漏对应的控制方案为：禁止开机且提示灯高频闪烁。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冷媒严重泄漏对应的控制方案还包括：

响应强制开机指令，允许开机且提示灯高频闪烁，在整机运行时间达到预设阈值时，停止运行。

6.一种冷媒泄漏检测与控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测整机的当前冷媒量；

控制模块，用于从预设的控制映射表中，获取与所述当前冷媒量对应的控制方案，并在整机运行时，执行所述控制方案；其中，所述控制映射表为冷媒泄漏程度与整机开机状态的对照表。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述检测模块，包括：

温度检测子模块，用于检测室内的环境温度；

压力检测子模块，用于检测整机系统内的冷媒压力值；

第一计算子模块，用于将所述环境温度换算为热力学温度；

第二计算子模块，用于对所述环境温度、所述冷媒压力值和系统内的容积值，采用理想气体状态方程进行运算，得到冷媒质量；其中，冷媒量为冷媒质量或冷媒质量占比。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述环境温度为进行温度补偿后的环境温度。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述冷媒泄漏程度包括无冷媒泄漏、冷媒轻微泄漏、冷媒中度泄漏和冷媒严重泄漏；

所述无冷媒泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯不闪烁；

冷媒轻微泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯低频闪烁；

冷媒中度泄漏对应的控制方案为：允许开机且提示灯中频闪烁；

冷媒严重泄漏对应的控制方案为：禁止开机且提示灯高频闪烁。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述冷媒严重泄漏对应的控制方案还包括：

响应强制开机指令，允许开机且提示灯高频闪烁，在整机运行时间达到预设阈值时，停止运行。