CN110878985B - 一种空调器冷媒泄漏检测的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空调器冷媒泄漏检测的方法及装置，涉及空调领域，该方法通过检测压缩机的排气口温度，判断压缩机是否正常运行，当压缩机的排气口温度大于第一预设温度时进入自检模式，检测室外换热器的换热管温度，如果换热管温度持续大于第二预设温度，则空调进行停机保护，若否，则空调器进入冷媒泄漏检测阶段，此时将获取的室内换热器的盘管温度和室内实际环境温度的差值的绝对值与第一阈值进行比较，来判断空调器是否发生泄漏，本发明的检测方法能够精确检测冷媒系统是否发生泄漏，有效的防止了压缩机在过热状态下运行，保证空调器正常可靠的工作；本发明还涉及一种空调器冷媒泄漏检测装置。

Description

一种空调器冷媒泄漏检测的方法及装置

技术领域

本发明涉及空调领域，特别涉及一种空调器冷媒泄漏检测的方法及装置。

背景技术

对于空调用户来说，在使用空调时很可能会碰到空调制冷效果差的问题，而导致该问题的原因往往是冷媒泄漏。

一般分体式家用空调的内外机，都需要到用户家中进行现场安装和连接，内外机的连接口容易出现不牢固的现象，或者在空调器的长期运行震动过程中，其他铜管脆弱部位都有可能出现冷媒泄漏的情况。

在空调系统中，冷媒的泄漏会减少压缩机吸入冷媒量，导致冷媒带走压缩机电机的发热量减少，压缩机热量无法排出，排气口温度上升，对压缩机造成损害，虽然现在多数空调系统自带有压缩机排气口温度过高保护功能，但是下次开机运行仍然会出现排气口温度过高的现象，反复运作导致冷媒泄漏量会更大，对空调的伤害也就越大。

对于空调器用户来说，通常只有当空调器制冷效果不明显时才会察觉空调器出现冷媒泄漏，而往往这个时候，冷媒泄漏已经较为严重，无法根据当前情况判断空调器何时出现冷媒泄漏。若空调器已经出现冷媒泄漏的情况，而压缩机还在持续运行，此时压机油会被排到换热器中，并由于缺少冷媒不能及时回到压缩机腔内，导致压缩机内部磨损增大，最终造成压缩机损毁。

目前，空调器冷媒泄漏检测功能十分普及，基本上每个空调厂家的空调器都会带有此功能，一般地，在空调器运行制冷模式时，空调器运行前5分钟检测蒸发器盘管温度的下降温差例如设为△T来判定空调器是否有冷媒泄漏异常。

但是，与△T相关联的参数包括多个，关联十分复杂，而目前的冷媒泄漏检测功能仅与几个参数例如运行时间、室外环境温度和启停间隔时间进行部分关联，逻辑功能简单，因而，很容易出现误报冷媒泄漏检测，可以认为，现有的空调器在降低冷媒泄漏检测误报风险上有待改善。

发明内容

本发明旨在提高空调系统的冷媒泄漏检测的准确性，为此，本发明提出空调器冷媒泄漏检测的方法，可以降低冷媒泄漏检测时的误报风险，本发明的另一个目的在于提出一种使用上述冷媒泄漏检测方法的装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种空调器冷媒泄漏检测的方法，所述检测方法包括步骤：

S1，空调器开机后，进入制冷模式，控制空调器的压缩机以预设条件运行；

S2，检测压缩机的排气口温度Tp，如果第一预设时间t1内，所述压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1，并超过累计预设次，则空调器进入自检模式，执行步骤S3；否，则空调器系统执行正常操作；

S3，检测室外换热器的换热管温度Twh，如果所述的换热管温度Twh持续大于第二预设温度Th1，空调器进行停机保护；否，则空调器进行冷媒泄漏检测，执行步骤S4；

S4，获取室内换热器的盘管温度Tnh，获取室内实际环境温度Ts，判断|Tnh-Ts|是否小于第一阈值，是，则确定空调器发生泄漏；否，空调器进入保护模式。

进一步的，所述保护模式是空调器保持制冷状态运行，每隔预定时间t2，返回步骤S2重新检测。

进一步的，在执行步骤S2之前，空调器的压缩机以当前工况下对应的最大运行频率Fr运行。

进一步的，所述步骤S3还包括：

S301，如果室外换热器的换热管温度Twh大于第二预设温度Th1，而小于第三预设温度Th2，则降低压缩机的运行频率；

S302，空调器继续运行第一预设时间t1后，如果压缩机的排气口第二温度Tp2小于第一预设温度Tp1，则保持压缩机的当前频率运行；否，则执行步骤S4。

进一步的，所述的第三预设温度Th2比所述的第二预设温度Th1高2～3℃。

进一步的，确定空调器发生泄漏后，还包括以下步骤：

S501，检测压缩机的高压端压力和低压端压力；

S502，判断所述的高压端压力和所述的低压端压力是否超出正常压力值范围；

是，确定空调器发生泄漏；否，则进入保护模式。

进一步的，所述方法包括以下步骤：

S11，空调器开机后，进入制冷模式，控制空调器的压缩机以预设条件运行；

S12，空调器的压缩机以当前工况下对应的最大运行频率Fr运行；

S13，检测压缩机的排气口温度Tp，

S14，如果第一预设时间t1内，所述的压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1，并超过累计预设次，则空调进入自检模式，执行步骤S15；否，则空调器系统执行正常操作；

S15，检测室外换热器的换热管温度Twh；

S16，如果所述的换热管温度Twh持续大于第二预设温度Th1，空调进行停机保护；

S17，如果所述的室外换热管温度Twh大于第二预设温度Th1而小于第三预设温度Th2，则降低压缩机的运行频率，

S18，空调器继续运行第一预设时间t1后，如果压缩机的排气口第二温度Tp2小于第一预设温度Tp1，则保持压缩机的当前频率运行；否，则执行步骤S19；

S19，如果室外换热器的换热管温度Twh小于第二预设温度Th1，获取室内换热器的盘管温度Tnh和室内实际环境温度Ts；

S20，判断|Tnh-Ts|是否小于第一阈值，是，则确定空调发生泄漏，执行步骤S21；否，则空调器保持制冷状态运行，每隔预定时间t2，进入步骤S12；

S21，检测压缩机的高压端压力和低压端压力；

S22，判断所述的高压端压力和所述的低压端压力是否超出正常压力范围，

是，确定空调器发生泄漏；否，则空调器保持制冷状态运行，每隔预定时间t2，进入步骤S12。

本发明还提供一种空调器冷媒泄漏检测的装置，所述装置采用上述空调器冷媒泄漏检测的方法，包括制冷循环回路，在制冷循环回路上设置有压缩机、蒸发器、电磁四通阀和冷凝器，所述压缩机的排气口处设置有检测温度的温度感温包，所述室内机进风口处设有温度传感器，所述的压缩机设有压力传感器，所述空调器还设有计数器。

进一步的，所述计数器在空调器重启或停机后自动清零。

本发明还提供一种空调器，所述空调器包括上述空调器冷媒泄漏检测装置。

相对于现有技术，本发明所述的空调冷媒泄漏的检测方法及装置具有以下优势：

本发明所述的冷媒泄漏检测的方法，当检测到压缩机排气口温度异常时，根据检测结果逐步进行检测与判定，准确的检测出冷媒泄漏，避免了一些情况下的误报，进而避免压缩机在高温状态下运行，出现制冷效率低下、压缩机磨损或自动关闭等现象。

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为本发明实施例提供的空调器制冷原理示意图；

图2为本发明实施例提供的空调器制冷循环示意图；

图3为本发明实施例提供的冷媒泄漏检测的流程示意图。

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。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和或或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例1

首先，对空调器的制冷原理以及制冷循环过程进行说明。

如图1所示，制冷剂在压缩机中被压缩成高温、高压的过热蒸气，然后进入风冷式冷凝中冷却。经过冷却，制冷剂的压力、温度、状态都会发生变化：高温、高压的过热蒸气冷凝为高压中温的液体。

这种冷凝后的制冷剂液体进入毛细管中经节流减压，在蒸发器中进行蒸发汽化创造条件，在蒸发器中液态的制冷剂全部汽化为低压的气体，并从外界吸热，这样蒸发器的温度更低于环境温度，即成为冷却器。蒸发器中的制冷剂先是气、液共存，后变为饱和蒸气，最后变成低压过热的蒸气。在被吸回压缩机的过程中，吸气管内的制冷剂蒸气仍然从外界吸收热量进行汽化(过热状态)，因此压缩机的吸气管也是低于环境温度的。而压缩机的排气管却相反，因为排气管内是高温高压的制冷剂过热蒸气，故而其外表温度比环境温度高。

从图1中可以看出，经压缩机压缩后排出的制冷剂过热蒸气的温度为90℃，经室外风扇吹风将热量排出室外，冷却后冷凝液的温度将为50℃(中温、高压)，但其饱和压力维持一定值(冷凝压力即系统中的高压压力)，冷凝液体经毛细管节流后，其压力与温度均降低。进入蒸发器中的制冷剂开始汽化，并在整个过程中维持一定的压力(即蒸发压力，系统中的低压)，汽化后的制冷剂蒸气返回压缩机中，如此周而复始进行循环。

冷凝器的热量是由排风风扇(轴流风扇)向室外吹出热风，蒸发器的冷量由室内送风风扇(多叶低噪声的离心风扇或贯流式风扇)向室内吹送冷风。本发明中，所述冷凝器为室外换热器，所述蒸发器为室内换热器。

图2为分体式空调器的制冷循环过程。

在此，对本发明的冷媒泄漏检测方法进行说明，如图3的流程图所示，本发明提供了空调器冷媒泄漏检测的方法，包括以下步骤：

S1，空调器开机后，进入制冷模式，控制空调器的压缩机以预设条件运行；

所述的预设条件是指用户设定的温度、风速大小等因素，空调器开机后，根据所述的预设条件对应的工况运行，进入制冷循环模式。

S2，检测压缩机的排气口温度Tp，如果第一预设时间t1内，所述压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1，并超过累计预设次，则空调器进入自检模式，执行步骤S3；否，则空调器系统执行正常操作；所述压缩机的排气口温度Tp，可通过温度检测模块如温度传感器进行检测，本实施例中采用温度感温包来检测排气口的温度Tp。

因为冷媒泄漏必然会减少压缩机吸入冷媒量，导致冷媒带走压缩机的发热量减少，压缩机的排气口温度上升，因此在实时的压缩机的排气口温度Tp比较高的时候，就应该考虑是否已经发生了冷媒泄漏。

所述的压缩机的排气口的热量如果无法及时排出，会造成排气口温度上升，对压缩机造成损害，对空调器的伤害也大，因此可以将压缩机的排气口的温度Tp作为空调是否异常的检测条件，当所述压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1时，空调器进入自检模式。

所述第一预设温度Tp1是在所述的预设条件下，空调正常运行时采集的数据，这些预存储的信息在空调出厂前由生产厂家存储在信息存储单元中。

为了保证空调器系统自检的正确性，本发明的检测方法对所述压缩机的排气口温度Tp进行了多次判定，避免因误判影响空调器的正常运行。

在第一预设时间t1内，例如25秒内，对所述压缩机的排气口的温度Tp进行检测，如果出现压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1，则计数器累加1次。

空调器运行期间，当计数器累加的次数达到预设次时，空调器进入自检模式，本实施例中，所述的预设次数为5次。

如果第一预设时间t1内，出现5次压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1，则判定空调器系统发生异常，此时进入自检模式，执行步骤S2，对空调器进行冷媒泄漏自检；所述的计数器在空调重启或停机后，计数器的次数自动归零。

如果空调器运行期间，所述压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1的累计次数未超过5次，则判断空调器只是因为压缩机的运行导致排气口温度升高，不影响空调器的正常工作，因此空调器系统执行正常操作。

S3，检测室外换热器的换热管温度Twh，如果所述的换热管温度Twh持续大于第二预设温度Th1时，空调进行停机保护；否，则空调进行冷媒泄漏检测，执行步骤S4；

空调器进入自检模式后，按照预设条件继续运行，检测室外换热器的换热管温度Twh，如果所述的换热管温度Twh持续大于第二预设温度Th1，同时压缩机的排气口温度Tp1也大于第一预设温度Tp1，则可以判定空调器的制冷剂循环出现故障，空调不能有效的进行散热，此时控制空调器进入停机保护状态，本实施例中，所述第二预设温度Th1设定为55℃；

所述的第二预设温度Th1也是在所述的预设条件下，空调器正常运行时采集的数据，这些预存储的信息在空调出厂前由生产厂家存储在信息存储单元中。

否，则空调进入冷媒泄漏检测阶段，执行步骤S4。

S4，获取室内换热器的盘管温度Tnh，获取室内实际环境温度Ts，判断|Tnh-Ts|是否小于第一阈值，是，则确定空调器发生泄漏；否，空调器进入保护模式。

通过设置于空调器室内机进风口处的温度传感器或者环境感温包来检测室内机所处的当前室内环境温度Ts，获取了室内环境温度Ts后，进一步的获取室内换热器的盘管温度Tnh，将室内换热器的盘管温度Tnh与室内实际环境温度Ts进行比较，如果|Tnh-Ts|大于第一阈值，则确定空调器发生泄漏；

所述室内换热器的盘管温度Tnh为空调器当前运行中的盘管温度，室内实际环境温度Ts为当前空调器的室内机所处的室内环境温度。当空调器的压缩机连续运转时，说明空调器开启制冷运行了一段时间，空调器运行进入稳定状态，当前室内实际环境温度Ts较为稳定。此时获取的室内换热器的盘管温度Tnh和室内实际环境温度Ts更加可靠，当室内换热器的盘管温度Tnh减室内实际环境温度Ts的差的绝对值小于第一阈值时，说明所述的室内换热器的盘管温度Tnh和室内实际环境温度Ts较为接近，证明当前空调器的换热量降低，空调器发生冷媒泄漏故障。

所述第一阈值可以根据实际需求进行设定，需要注意的是，若设定的第一温度阈值过大，当空调器运行制冷时，所述的室内实际环境温度Ts较高，而室内换热器的盘管温度Tnh较低，|Tnh-Ts|虽然小于第一阈值，但此时空调器可能并未发生冷媒泄漏，因此容易发生误判；若设定的第一阈值过小，难以判断出室内实际环境温度Ts和室内换热器的盘管温度Tnh较为接近，因此会导致空调器的冷媒检测不灵敏，难以检测出空调器的冷媒发生泄漏，示例性的，第一阈值可以在3℃到7℃之间进行取值，

该情况下，当室内换热器的盘管温度Tnh减室内实际环境温度Ts的差的绝对值小于第一阈值时，可以较好的实现冷媒泄漏检测，既不会发生误判，也不会当冷媒发生泄漏时发生漏检，保证冷媒泄漏检测结果的准确性。

如果|Tnh-Ts|大于或等于第一阈值，则空调器进入保护模式，在所述的保护模式下，空调保持制冷状态继续运行，每隔预定时间t2，进入步骤S2继续检测。

具体而言，本发明通过检测压缩机的排气口温度Tp，判断压缩机是否正常运行，当所述的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1时进入自检模式，若否，则空调器正常运行。

当空调器进入自检模式后，检测室外换热器的换热管温度Twh，如果所述的换热管温度Twh持续大于第二预设温度Th1时，空调进行停机保护；若否，则空调器进入冷媒泄漏检测阶段；

将获取的室内换热器的盘管温度Tnh和室内实际环境温度Ts的差值的绝对值与第一阈值进行比较，判断空调是否发生泄漏。

本发明利用压缩机的排气口温度、室外换热器的换热管温度、室内换热器的盘管温度和室内实际环境温度进行了详细的分析与比较，因此检测结果更加准确可靠。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，对实施例1进行了进一步的补充说明。

进一步的，在执行步骤S2之前，还包括以下步骤：空调器的压缩机以前工况下对应的最大运行频率Fr运行，

此时获取空调器的当前运行工况，根据当前运行工况，获取当前运行工况下压缩机对应的运行最大频率Fr，将压缩机在当前工况下的频率调至最大，判断是否因为压缩机高频运行而引起的排气口温度过高，避免因为运行频率而引起系统误判，影响空调器正常运行，同时空调器也能快速进入制冷模式，达到用户预设条件。

另一方面，作为优选实施例，还可以采取降低压缩机的运行频率的方式对空调器进行调整，以减少误判的几率，提高检测的准确度。

进一步的，步骤S3还包括以下步骤：

S301，如果室外换热器的换热管温度Twh大于第二预设温度Th1，而小于第三预设温度Th2，则降低空调器的压缩机的运行频率，本实施例中将压缩机的运行频率降低10％进行调整；其中第三预设温度Th2大于第二预设温度Th1，本实施例中，所述第二预设温度Th1比第三预设温度Th2低2～3℃。

S302，空调器继续运行第一预设时间t1后，如果所述压缩机的排气口第二温度Tp2小于第一预设温度Tp1，则保持压缩机的当前频率运行。

如果室外换热器的换热管温度Twh小于第三预设温度Th2，则执行步骤S4。

进一步的，在确定空调器发生泄漏后，对空调器的压缩管处的压力进行进一步的检测，以提高冷媒泄漏检测的准确性。

所述压力检测包括以下步骤：

S501，检测空调器的压缩机的高压端压力和低压端压力；

在压缩机的高压端和低压端安装压力传感器，获取压缩机的高压端的实际压力值和低压端的实际压力值，

S502，判断所述的高压端的实际压力值和低压端的实际压力值是否超过正常压力值范围，

是，确定空调器发生泄漏；否，则空调器进入保护模式，对其进行进一步的检测。

空调高压端和低压端的正常压力信息是在空调正常运行时，在不同条件下逐一采集，以保证信息的准确性和连续性，预存储的信息在空调出厂前由生产厂家存储在信息存储单元中。

在保护模式中，每隔预设时间t2，返回步骤S2，对空调器进行重新检测，确定空调器是否存在故障。

如果检测到制冷剂泄漏，则空调器进行停机保护，显示制冷剂泄漏状态，控制单元将检测结果发送到显示单元，显示单元向外部显示检测冷媒泄漏，以提醒用户对空调进行维修。

本发明还提供一种空调器冷媒泄漏检测装置，所述装置采用上述空调器冷媒泄漏检测的方法，包括制冷循环回路，在制冷循环回路上设置有压缩机、蒸发器、电磁四通阀和冷凝器，所述压缩机的排气口处设置有检测温度的温度感温包，所述室内机进风口处设有温度传感器，所述的压缩机设有压力传感器，所述空调器还设有计数器。

进一步的，所述计数器在空调器重启或停机后自动清零。

所述空调器还设置有控制单元和存储单元，所述存储单元用来储存出厂前的空调正常运行时的信息，所述控制单元用来判断检测结果是否符合设定要求。

本发明还提供一种空调器，所述空调器包括上述冷媒泄漏检测装置。

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 (5)

1.一种空调器冷媒泄漏检测的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S11，空调器开机后，进入制冷模式，控制空调器的压缩机以预设条件运行；

S12，空调器的压缩机以当前工况下对应的最大运行频率Fr运行；

S13，检测压缩机的排气口温度Tp；

S14，如果第一预设时间t1内，所述的压缩机的排气口温度Tp大于第一预设温度Tp1，并超过累计预设次，则空调进入自检模式，执行步骤S15；否，则空调器系统执行正常操作；

S15，检测室外换热器的换热管温度Twh；

S16，如果所述的换热管温度Twh持续大于第二预设温度Th1，空调进行停机保护；

S17，如果所述的室外换热管温度Twh大于第二预设温度Th1而小于第三预设温度Th2，则降低压缩机的运行频率；

S18，空调器继续运行第一预设时间t1后，如果压缩机的排气口第二温度Tp2小于第一预设温度Tp1，则保持压缩机的当前频率运行；否，则执行步骤S19；

S19，如果室外换热器的换热管温度Twh小于第二预设温度Th1，获取室内换热器的盘管温度Tnh和室内实际环境温度Ts；

S20，判断|Tnh-Ts|是否小于第一阈值，是，则确定空调发生泄漏，执行步骤S21；否，则空调器保持制冷状态运行，每隔预定时间t2，进入步骤S12；

S21，检测压缩机的高压端压力和低压端压力；

S22，判断所述的高压端压力和所述的低压端压力是否超出正常压力范围，是，确定空调器发生泄漏；否，则空调器保持制冷状态运行，每隔预定时间t2，进入步骤S12。

2.根据权利要求1所述的一种空调器冷媒泄漏检测的方法，其特征在于，所述的第三预设温度Th2比所述的第二预设温度Th1高2～3℃。

3.一种空调器冷媒泄漏检测的装置，所述装置采用权利要求1或2所述的空调器冷媒泄漏检测的方法，包括制冷循环回路，在制冷循环回路上设置有压缩机、蒸发器、电磁四通阀和冷凝器，其特征在于，所述压缩机的排气口处设置有检测温度的温度感温包，室内机进风口处设有温度传感器，所述的压缩机设有压力传感器，所述空调器还设有计数器。

4.根据权利要求3所述的一种空调器冷媒泄漏检测的装置，其特征在于，所述计数器在空调器重启或停机后自动清零。

5.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求3所述的空调器冷媒泄漏检测装置。

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