CN110857804B - 一种空调器冷媒泄漏故障的检测方法及其空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空调器冷媒泄漏故障的检测方法及其空调器。所述空调器冷媒泄漏故障的检测方法包括以下步骤：S1.冷媒泄漏故障检测；S2.冷媒余量计算；其中，当步骤S1的判断结果为冷媒未出现泄漏故障，则保持空调器正常运行，当步骤S1的判断结果为出现冷媒泄漏故障，执行步骤S2。通过本发明可准确、快速、方便的检测到冷媒泄漏故障，并对冷媒余量进行精确判断。

Description

一种空调器冷媒泄漏故障的检测方法及其空调器
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种空调器冷媒泄漏故障的检测方法及其空调器。
背景技术
随着人们的生活水平提高，空调器的普及率也越来越高，面对空调器的大面积普及，空调器的维修也变得相应的频繁起来，市场上各种空调器问题层出不穷，而对于空调器的冷媒泄漏等泄露，始终找不到合理的解决方法。
并且，一旦发生冷媒泄漏，通常在空调器的制冷制热效果变得极差的时候用户才能发觉进行维修。针对冷媒泄漏情况，现有技术中大多采用设计结构上更加合理和精巧的防泄漏管路阀门接口等方式放置冷媒泄漏，在实践中，这些防泄漏阀门和接口确实很大程度上降低了泄漏发生的可能。而与之相适应的泄漏检测方法并没有随之进行改善。
综上，提供一种周期性定期监测冷媒故障，并综合应用多种空调系统参数准确、高效进行冷媒故障检测，尤其是冷媒余量检测的方法成为了本领域的研究热点。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种空调器冷媒泄露故障的检测方法及其空调器，以解决现有技术中存在的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种空调器冷媒泄露故障的检测方法，包括以下步骤：
S1.冷媒泄露故障检测；
S2.冷媒余量计算；
其中，当步骤S1的判断结果为未出现冷媒泄露故障，则保持空调器正常运行，当步骤S1的判断结果为出现冷媒泄露故障，执行步骤S2。
进一步的，通过以下方法进行所述冷媒泄露故障检测和所述冷媒余量计算：
S1-0.根据所述空调器的第一温度参数T1、第二温度参数T2、第三温度参数T3、第四温度参数T4和第五温度参数T5，判断是否出现冷媒泄露故障；其中所述第一温度参数T1和所述第三温度参数T3分别为所述空调器的室外机换热器的出口处的温度和入口处的温度；所述第二温度参数T2为所述空调器的室内机换热器的出口处的温度；所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5分别为所述空调器运行时的内环温度和外环温度；
S2-0.根据所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度ρ、所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3、所述第四温度参数T4、所述第五温度参数T5和第六温度参数T6，计算冷媒余量系数η；其中，所述第六温度参数T6为所述空调器的室内机换热器的入口处的温度。
进一步的，所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法，包括以下子步骤：
S1-1.开启所述空调器，将所述空调器的设定温度调节至制冷标准设定温度，以制冷模式运行第一预定时间后，获取所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3、所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5；
S1-2.获取所述空调器的冷媒泄露故障系数ε；
S1-3.获取所述空调器的冷媒泄露故障系数阈值ε阈；
S1-4.判断是否出现冷媒泄露故障，如果判断结果为是，执行步骤S2-1；
S2-1.检测所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度ρ；
S2-2.获取所述第六温度参数T6；
S2-3.计算冷媒余量系数η。
进一步的，所述冷媒泄露故障系数ε通过以下公式获得：冷媒泄露故障系数ε＝(T1-T2)/(T1-T3)，其中，T1、T2和T3分别为所述第一温度参数、所述第二温度参数和所述第三温度参数。
进一步的，所述冷媒泄漏故障系数阈值ε阈通过如下公式获得：
Figure GDA0002894820360000031
其中，
Figure GDA0002894820360000032
为第一比例常数，所述第一比例常数
Figure GDA0002894820360000033
的数值范围为0.5-0.8；ε阈标为泄露故障系数标准阈值，所述泄露故障系数标准阈值ε阈标通过如下方法获得：根据所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，通过查询预先存储于所述空调器的泄露故障系数阈值ε阈矩阵表获得。
进一步的，所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈的数值范围在0.3-0.7之间。
进一步的，所述冷媒余量系数η通过以下公式获得：冷媒余量系数η＝B×ρ+0.75×(ΔT3-1-ΔT3-1阈)-0.25×(ΔT2-6-ΔT2-6阈)，其中，B为冷媒密度校正系数，ρ为冷媒密度，ΔT3-1为第一温差，ΔT3-1阈为第一温差阈值，ΔT2-6为第二温差，ΔT2-6阈为第二温差阈值。
进一步的，所述冷媒余量系数η的数值范围在1.0-2.0之间。
进一步的，每一个检测周期，定期执行步骤S1。
一种空调器，所述空调器采用所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法进行冷媒泄露故障检测。
相对于现有技术，本发明所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法具有以下优势：
(1)本发明所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法可对冷媒泄露故障进行周期性的预判，及时发现冷媒泄露故障，避免空调器在冷媒泄漏工况下长期运行造成的电容损坏、压缩机泄露故障等严重损坏。
(2)本发明所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法结合所述空调器各个位置的温度参数和冷媒密度参数进行冷媒余量计算，提供了一种简便的冷媒泄漏检测方法。
(3)本发明所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法通过建立密度校正体系和温度校正体系，避免了现有技术中因外环温度、内环温度和设定温度差异而带来的测试误差，提高了冷媒余量计算的精度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法的第一流程图；
图2为本发明实施例所述的空调器冷媒泄露故障的检测方法的第二流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如附图1所示，本发明实施例提供了一种空调器冷媒泄露故障的检测方法，具体包括以下步骤：S1.冷媒泄露故障检测；S2.冷媒余量计算。
其中，当步骤S1的判断结果为冷媒未出现泄露或不足等泄露故障，则保持空调器正常运行，当步骤S1的判断结果为冷媒出现泄露故障，则继续执行步骤S2进行冷媒余量计算。通过冷媒余量计算为维修人员在冷媒泄露故障修复和新冷媒填充时提供依据。
下面将结合附图2，对各步骤S1至S2的测试及判断方式和原理进行详细说明。
首先，通过步骤S1对冷媒是否出现泄露故障进行判断，具体方法为：根据所述空调器的第一温度参数T1、第二温度参数T2、第三温度参数T3、第四温度参数T4和第五温度参数T5，判断当前的冷媒循环管路是否出现泄露故障。步骤S1可在所述空调器运行出现异常时，根据用户或维修人员的要求开始执行，也可以对步骤S1的执行周期进行预先设定，每间隔固定时间，通过周期性的执行步骤S1从而定期排查冷媒泄露的风险。
具体的，步骤S1进行冷媒泄露检测的子步骤为：
S1-1.开启所述空调器，将所述空调器的设定温度调节至制冷标准设定温度，以制冷模式运行第一预定时间后，获取所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3、所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5。
S1-2.根据所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3，获得所述空调器的冷媒泄露故障系数ε。
S1-3.根据所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，获得所述空调器的冷媒泄露故障系数阈值ε阈。
S1-4.根据所述冷媒泄露故障系数ε与所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈的关系，判断冷媒是否出现泄露故障。
当步骤S1-4的判断结果是冷媒未出现泄露故障，空调器保持正常运行。当步骤S1-4的判断结果均为是冷媒出现泄露故障，随后通过执行步骤S2进行冷媒余量的计算。
其中，在所述空调器开机运行后，当所述空调器运行达到所述第一预定时间后，所述空调器的运行达到了稳定状态，此时开始各个温度参数测试，避免所述空调器开机初始时，运行状态不稳定造成的测试误差。所述第一预定时间大于3分钟，优选的，所述第一预定时间大于6分钟，进一步优选的，所述第一预定时间为6-8分钟。
所述第一温度参数T1和所述第三温度参数T3分别为所述空调器的室外机换热器的出口处的温度和入口处的温度。所述第二温度参数T2为所述空调器的室内机换热器的出口处的温度。
所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5分别为所述空调器运行时的内环温度和外环温度。所述内环温度是指所述空调器的室内机的出风口处的温度。所述外环温度是指所述空调器在运行时的室外环境温度。
所述冷媒泄露故障系数ε通过以下公式获得：ε＝(T1-T2)/(T1-T3)。
所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈预先储存于所述空调器的计算单元中。
在步骤S1-4中，将所述冷媒泄露故障系数ε和所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈进行比较，当所述冷媒泄露故障系数ε小于或等于所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈，判断冷媒出现泄露故障。所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈的数值范围在0.3-0.7之间。
需要说明的是，在不同的外环温度、内环温度和设定温度条件下，所述空调器的运行状态和运行过程中的各项参数是不同的。因此，所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈的数值大小受到所述空调器运行时的外环温度、内环温度和设定温度的影响。因此，为了实现快速和方便地检测，尤其为了获得更加准确的检测结果，本发明实施例在所述空调器出厂前，预先建立泄露故障系数阈值ε阈数据库，并将所述泄露故障系数阈值ε阈数据库储存于所述空调器的计算单元中。在执行步骤S1的所述冷媒泄露故障检测，由于已经通过步骤S1-1，将所述空调器的设定温度调节至制冷标准设定温度，此时，测试所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，即相当于获知在当前的内环温度和外环温度，随后，查找在当前内环温度和外环温度的条件下，所述泄露故障系数阈值ε阈数据库中对应的所述泄露故障系数阈值ε阈的数值，以便在步骤S1-4中进行比较。
所述泄露故障系数阈值ε阈数据库的建立和使用方式如下，比如，将所述空调器的设定温度固定设置为22℃作为制冷标准设定温度，在冷媒无泄漏、不足等泄露的情况下，通过人工控制，对外环温度和内环温度进行调节，并建立如表1所示的所述空调器的设定温度始终为22℃的条件下，外环温度分别在T外a，T外b，T外c……T外m和内环温度分别在T内x，T内y，T内z……T内n条件下的泄露故障系数阈值ε阈矩阵表。本发明实施例根据所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，通过查询预先存储于所述空调器的泄露故障系数阈值ε阈矩阵表获得所述泄露故障系数阈值ε阈的数值。其中，所述制冷标准设定温度的具体数值可由本领域技术人员根据实际情况进行选择，比如16℃，或20℃，或26℃，从而获得其他的泄露故障系数阈值ε阈矩阵表。
表1
Figure GDA0002894820360000071
其中，所述泄露故障系数阈值ε阈矩阵表是通过以下方式获取的：在外环温度分别在T外a，T外b，T外c……T外m和内环温度分别在T内x，T内y，T内z……T内n的各个条件下，依次测试所述空调器的室外机换热器的出口处的标准温度T1标、室外机换热器的入口处的标准温度T3标和室内机换热器的出口处的标准温度T2标。根据如下公式计算泄露故障系数标准阈值ε阈标：所述泄露故障系数标准阈值ε阈标＝(T1标-T2标)/(T1标-T3标)。在获得所述泄露故障系数标准阈值ε阈标后，建立所述泄露故障系数阈值ε阈和所述泄露故障系数标准阈值ε阈标的比例关系，即：
Figure GDA0002894820360000072
为第一比例常数，所述第一比例常数
Figure GDA0002894820360000073
可由本领域技术人员进行调节和选择。优选的，
Figure GDA0002894820360000074
的数值范围为0.5-0.8。
通过上述方法，建立完成所述泄露故障系数阈值ε阈矩阵表。在步骤S1-3中，根据所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，获得所述泄露故障系数阈值ε阈矩阵表中对应的所述空调器的冷媒泄露故障系数阈值ε阈。比如，在所述空调器的设定温度为制冷标准设定温度22℃时，当所述第四温度参数T4等于T内x，所述第五温度参数T5等于T外a，通过查询所述泄露故障系数阈值ε阈矩阵表可知，所述冷媒泄露故障系数阈值ε阈等于ε阈ax。在步骤S1-4中，判断所述冷媒泄露故障系数ε与ε阈ax的关系，当所述冷媒泄露故障系数ε小于或等于ε阈ax，判断冷媒出现泄露故障。
当步骤S1的判断结果为冷媒出现泄露故障，通过执行步骤S2进行进一步冷媒余量计算，所述冷媒余量计算的步骤可在泄露故障修复之前进行，也可在泄露故障修复之后进行，冷媒余量计算的目的在于对冷媒填充的填充量适宜值提供依据和参考。
步骤S2的计算方法为：根据所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度ρ、所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3、第四温度参数T4、第五温度参数T5和第六温度参数T6，计算冷媒余量系数η。其中，所述第六温度参数T6为所述空调器的室内机换热器的入口处的温度。
具体的，步骤S2通过以下子步骤进行冷媒余量计算。
S2-1.检测所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度ρ。
S2-2.获取所述第六温度参数T6。
S2-3.计算冷媒余量系数η。
所述冷媒余量系数η表征目前所述空调器的冷媒循环管路中存在的冷媒余量的多少，所述冷媒余量系数η的范围在1-2之间，所述冷媒余量系数η越接近于2，表示冷媒余量越充足，所述冷媒余量系数η越接近于1，表示冷媒余量越少。所述冷媒余量系数η通过如下公式计算：
η＝B×ρ+0.75×(ΔT3-1-ΔT3-1阈)-0.25×(ΔT2-6-ΔT2-6阈)
其中，ΔT3-1为第一温差，所述第一温差ΔT3-1为所述第三温度参数T3和所述第一温度参数T1的差值。ΔT3-1阈为第一温差阈值，所述第一温差阈值ΔT3-1阈为6℃-8℃，优选为7℃。ΔT2-6为第二温差，所述第二温差ΔT2-6为所述第二温度参数T2和所述第六温度参数T6的差值。ΔT2-6阈为第二温差阈值，所述第二温差阈值ΔT2-6阈为6℃-8℃，优选为7℃。冷媒密度ρ通过测试获得。B为所述空调器在制冷标准设定温度的条件下运行，并且内环温度等于所述第四温度参数T4，外环温度等于所述第五温度参数T5时的冷媒密度校正系数。
需要说明的是，在冷媒质量固定的条件下，在不同的外环温度、内环温度和设定温度条件下，所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度是不同的。因此，为了实现快速和方便地检测，在所述空调器出厂前，预先建立冷媒密度校正系数数据库。
所述冷媒密度校正系数数据库的建立和使用方式如下。比如，将所述空调器的制冷标准设定温度设置为22℃，在冷媒无泄漏、不足等泄露的情况下，通过人工控制，对外环温度和内环温度进行调节，并建立如表2所示的所述空调器的设定温度始终为22℃的条件下，外环温度分别在T外a，T外b，T外c……T外m和内环温度分别在T内x，T内y，T内z……T内n条件下的冷媒密度校正系数B矩阵表。其中，所述制冷标准设定温度的具体数值可由本领域技术人员根据实际情况进行选择，比如16℃，或20℃，或26℃，从而获得其他的冷媒密度校正系数B矩阵表。
表2
Figure GDA0002894820360000091
其中，所述冷媒密度校正系数B矩阵表是通过以下方式获取的：在外环温度分别在T外a，T外b，T外c……T外m和内环温度分别在T内x，T内y，T内z……T内n的各个条件下，依次测试所述空调器的室外机的压缩机出口处的标准冷媒密度ρ标。所述冷媒密度校正系数B通过以下公式获得：所述冷媒密度校正系数
Figure GDA0002894820360000092
标。
Figure GDA0002894820360000093
为第二比例常数，所述第二比例常数
Figure GDA0002894820360000094
可由本领域技术人员进行调节和选择。优选的，
Figure GDA0002894820360000095
的数值范围为0.8-1.2,优选为1.0。
通过上述方法，建立完成所述冷媒密度校正系数B矩阵表。在步骤S2-3中，根据所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，获得所述冷媒密度校正系数B矩阵表中对应的所述空调器的所述冷媒密度校正系数B。比如，在所述空调器的设定温度为制冷标准设定温度22℃时，当所述第四温度参数T4等于T内x，所述第五温度参数T5等于T外a，通过查询所述冷媒密度校正系数B矩阵表可知，所述冷媒密度校正系数B等于Bax，因此，在步骤S2-3中，通过公式η＝Bax×ρ+0.75×(ΔT3-1-ΔT3-1阈)-0.25×(ΔT2-6-ΔT2-6阈)计算所述冷媒余量系数η。
通过所述冷媒余量系数η可获得所述空调器中当前的冷媒余量情况。通过所述冷媒余量系数η可进行冷媒余量的快速检测判断，能够有助于维修人员快速判断冷媒余量情况。
通过本发明实施例的步骤S1，可对冷媒泄露故障进行周期性的预判，比如每隔1至2个季度，定期执行步骤S1，从而定期排查冷媒泄露故障风险。在步骤S1的执行中发现冷媒泄露故障后，通过步骤S2进行冷媒余量检测，准确判断需补充的冷媒量。
其中，需要说明的是，本发明实施例所述的温度参数通过温度传感器测试获得。所述温度传感器采用现有技术中空调器技术领域普遍使用的能够感受温度并将温度信息转换成可用输出信号的温度传感器即可实现，本发明实施例不进行限定。本发明实施例所述冷媒密度通过密度传感器测试获得，所述密度传感器采用现有技术中的，能够测试液体密度并将液体密度信息转换成可用输出信号的密度传感器，比如谐振式液体密度传感器，或振动管式液体密度传感器，或超声波密度传感器，或电容式液体密度传感器等，能实现本发明中的密度测试目的即可。本发明实施例的计算过程可借助软件以及相应的通用硬件平台的来进行，比如存储在ROM/RAM、磁碟、光盘等存储介质中的具有运算、比较功能的计算机软件产品。最后，还需要说明的是，在本发明实施例中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作或参数值与另一个实体或操作区或参数值分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作或参数值之间存在任何实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空调器冷媒泄漏故障的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.冷媒泄漏故障检测；
S1-0.根据所述空调器的第一温度参数T1、第二温度参数T2、第三温度参数T3、第四温度参数T4和第五温度参数T5，判断是否出现冷媒泄露故障，其中所述第一温度参数T1和所述第三温度参数T3分别为所述空调器的室外机换热器的出口处的温度和入口处的温度；所述第二温度参数T2为所述空调器的室内机换热器的出口处的温度；所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5分别为所述空调器运行时的内环温度和外环温度；根据所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3，获得所述空调器的冷媒泄露故障系数ε，冷媒泄漏故障系数ε＝(T1-T2)/(T1-T3)，判断冷媒是否出现泄露故障；
S2.冷媒余量计算；
S2-0.根据所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度ρ、所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3、所述第四温度参数T4、所述第五温度参数T5和第六温度参数T6，计算冷媒余量系数η；所述冷媒余量系数η通过以下公式获得：冷媒余量系数η＝B×ρ+0.75×(ΔT3-1-ΔT3-1阈)-0.25×(ΔT2-6-ΔT2-6阈)，其中，所述第六温度参数T6为所述空调器的室内机换热器的入口处的温度，B为冷媒密度校正系数，ρ为冷媒密度，ΔT3-1为第一温差，所述第一温差ΔT3-1为所述第三温度参数T3和所述第一温度参数T1的差值，ΔT3-1阈为第一温差阈值，所述第一温差阈值ΔT3-1阈为6℃-8℃，ΔT2-6为第二温差，所述第二温差ΔT2-6为所述第二温度参数T2和所述第六温度参数T6的差值，ΔT2-6阈为第二温差阈值，所述第二温差阈值ΔT2-6阈为6℃-8℃；
其中，当步骤S1的判断结果为未出现冷媒泄漏故障，则保持空调器正常运行，当步骤S1的判断结果为出现冷媒泄漏故障，执行步骤S2。
2.根据权利要求1所述的空调器冷媒泄漏故障的检测方法，其特征在于，包括以下子步骤：
S1-1.开启所述空调器，将所述空调器的设定温度调节至制冷标准设定温度，以制冷模式运行第一预定时间后，获取所述第一温度参数T1、所述第二温度参数T2、所述第三温度参数T3、所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5；
S1-2.获取所述空调器的冷媒泄露故障系数ε；
S1-3.获取所述空调器的冷媒泄露故障系数阈值ε阈；
S1-4.判断是否出现冷媒泄漏泄露故障，如果判断结果为是，执行步骤S2-1；
S2-1.检测所述空调器的室外机的压缩机出口处的冷媒密度ρ；
S2-2.获取所述第六温度参数T6；
S2-3.计算冷媒余量系数η。
3.根据权利要求2所述的空调器冷媒泄漏故障的检测方法，其特征在于，所述冷媒泄漏故障系数阈值ε阈通过如下公式获得：
Figure FDA0002894820350000022
其中，
Figure FDA0002894820350000023
为第一比例常数，所述第一比例常数
Figure FDA0002894820350000021
的数值范围为0.5-0.8；ε阈标为泄露故障系数标准阈值，所述泄露故障系数标准阈值ε阈标通过如下方法获得：根据所述第四温度参数T4和所述第五温度参数T5，通过查询预先存储于所述空调器的泄露故障系数阈值ε阈矩阵表获得。
4.根据权利要求2所述的空调器冷媒泄漏故障的检测方法，其特征在于，所述冷媒泄漏故障系数阈值ε阈的数值范围在0.3-0.7之间。
5.根据权利要求2所述的空调器冷媒泄漏故障的检测方法，其特征在于，所述冷媒余量系数η的数值范围在1.0-2.0之间。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的空调器冷媒泄漏故障的检测方法，其特征在于，每一个检测周期，定期执行步骤S1。
7.一种空调器，其特征在于，所述空调器采用如权利要求1-6中任意一项所述的空调器冷媒泄漏故障的检测方法进行冷媒泄漏故障检测。
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