CN112393377A - 故障判断方法及空调器 - Google Patents

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CN112393377A CN202011279973.5A CN202011279973A CN112393377A CN 112393377 A CN112393377 A CN 112393377A CN 202011279973 A CN202011279973 A CN 202011279973A CN 112393377 A CN112393377 A CN 112393377A
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compressor
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李家旭
郑锴
刘为爽
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Abstract

本发明公开了故障判断方法及空调器，故障判断方法包括以下步骤：检测压缩机开机前的室内换热管温度T’ 内管和室内环境温度T’ 内环；判断是否|T’ 内管‑T’ 内环|≤设定误差值δt；若是则根据压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型，若否则判定温度检测故障。其中，判断故障类型包括：根据排气温度变化率判断是否压缩机缺少冷媒或者压缩机过载停机、根据管温变化和吸气温度变化判断吸气感温包是否故障。本发明加入压缩机开启前温度检测判断，降低其他因素对管温的影响，避免因为感温包检测温度不准，而造成判断失误，而且可以有效区分不同的故障类型，判断结果准确有效。

Description

故障判断方法及空调器
技术领域
本发明涉及制冷领域，尤其涉及准确性更高的故障判断方法及空调器。
背景技术
由可靠性理论可知：任何产品, 尤其是电器产品, 使用的分立部件越多, 可靠性越差。变频空调器尤为明显：其变频器不但具有元器件多、变频功率大、频率变化范围宽等一系列影响可靠性的特点，而且由于在户外环境中使用, 须常年经受酷暑严寒、风吹雨淋,因此其对可靠性的要求更高。
为保证空调器运行的可靠性，现有的故障判断方法均通过采集压缩机开机后的各种运行参数来判断故障类型，其主要有两种判断方式，第一种是默认空调器的感温包检测温度准确，依靠感温包的检测温度判断故障类型，这种方式在感温包出现故障或者检测温度存在偏差时容易造成误判；第二种是利用压力、功率等其他参数来共同判断故障类型，这种方式逻辑复杂，涉及到的检测参数更多，判断结果的准确性难以把控。
另外，压缩机作为制冷系统的核心元器件，其可靠性起着至关重要的作用，通常压缩机设计有过载保护功能，比如常见的内置过载保护器，其设置在压缩机的缸体顶部，当温度达到内置过载保护器的限值时，内置过载保护器跳开，压缩机停止运行，机组不报故障，室内机仍然运行。此时室内机管温与环境的温差将很小，容易误触发缺氟保护。而且内置过载保护器是一个比较简单的保护装置，温度达到就跳开或恢复，现有技术中并未对此异常进行有效判断，在机组持续运行的情况下，压缩机有可能频繁开停，不仅影响压缩机可靠性，降低用户使用舒适度。
对于用户或者售后人员来说，无法准确判断出正确的故障或者机组异常时频繁开停，会导致机组不能进入正常工作模式，不但影响效率与资源，甚至存在安全隐患。
因此，如何设计准确性更高的故障判断方法是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明提出准确性更高的故障判断方法及空调器，该故障判断方法依靠温度参数即可实现多种故障类型的准确判断，检测参数少、控制逻辑简单、且判断结果的准确性高。
本发明采用的技术方案是，设计故障判断方法包括以下步骤：
检测压缩机开机前的室内换热管温度T’ 内管和室内环境温度T’ 内环；
判断是否| T’ 内管- T’ 内环|≤设定误差值δt；
若是则根据压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型，若否则判定温度检测故障。
优选的，在判断故障类型之后，输出与故障类型对应的故障代码和/或提示信号。
在一实施例中，根据压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型包括：
检测压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环；
判断是否| T内管- T内环|≤设定误差值δt；
若是则计算压缩机的排气温度变化率；
判断排气温度变化率是否小于设定变化率K1；
若否则判定压缩机缺少冷媒。
在另一实施例中，根据压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型包括：
检测压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环；
判断是否| T内管- T内环|≤设定误差值δt；
若是则计算压缩机的排气温度变化率；
判断排气温度变化率是否小于设定变化率K1；
若是则判定压缩机过载停机。
优选的，以上两个实施例中，在检测所述压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环之前，先检测所述压缩机的开启时间t；
判断是否t≥设定开启时间t0；
若是则检测室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环。
优选的，以上两个实施例中，计算压缩机的排气温度变化率包括：
前后两次检测压缩机排气温度和室外环境温度；
排气温度变化率=（T排气2 - T排气1 - δ外环）÷（t2–t1）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T排气1为t1时刻检测到的压缩机排气温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T排气2为t2时刻检测到的压缩机排气温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
在又一实施例中，根据压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型包括：
检测压缩机的开启时间t；
在t=设定运行时间t运行时，判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求；
若是则前后两次检测压缩机吸气温度得到T吸气1、T吸气2，判断是否| T吸气2- T吸气1|<设定吸气温差值T预设吸气，若是则吸气感温包脱落。
优选的，判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求包括：前后两次检测室内换热管温度得到T内管1、T内管2，判断是否| T内管2- T内管1|>设定内管温差值T预设内管。
进一步的，若| T吸气2- T吸气1|≥设定吸气温差值T预设吸气，则判断空调器的运行模式；
当空调器处于制冷模式时，计算压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值，判断比值是否处于预设范围K2内，若是则判定吸气感温包插接到位，否则判定吸气感温包未插接到位；
和/或当空调器处于制热模式时，计算压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值，判断比值是否处于预设范围K2内，若是则判定吸气感温包插接到位，否则判定吸气感温包未插接到位。
再进一步的，计算压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值包括：
前后两次检测压缩机吸气温度、室外环境温度和室外换热管温度；
比值=（T吸气2 – T吸气1 - δ外环）÷（T外管2 – T外管1 - δ外环）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T吸气1为t1时刻检测到的压缩机吸气温度，T外管1为t1时刻检测到的室外换热管温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T吸气2为t2时刻检测到的压缩机吸气温度，T外管2为t2时刻检测到的室外换热管温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
再进一步的，计算压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值包括：
前后两次检测压缩机吸气温度、室外环境温度和室内换热管温度；
比值=（T吸气2 – T吸气1 - δ外环）÷（T内管2 – T内管1）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T吸气1为t1时刻检测到的压缩机吸气温度，T内管1为t1时刻检测到的室内换热管温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T吸气2为t2时刻检测到的压缩机吸气温度，T内管2为t2时刻检测到的室内换热管温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
本发明还提出了空调器，包括：室内换热器、室外换热器、压缩机和控制系统，控制系统采用上述故障判断方法判断空调器的故障类型。
其中，压缩机安装有内置过载保护器，当压缩机过载时，内置过载保护器断开以使所述压缩机停机。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、加入压缩机开启前温度检测判断，降低其他因素对管温的影响，避免因为感温包检测温度不准，而造成判断失误；
2、增加排气温度变化率检测，有效区分压缩机过载停机和缺少冷媒；
3、计算排气温度变化率中加入外部环境温度变化量，消除外部环境温度变化对排气温度变化的影响，提高故障判断的准确性；
4、通过检测管温变化和吸气温度变化判断吸气感温包是否故障。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是本发明中第一种判断方式的流程示意图；
图2是本发明中第二种判断方式在制冷模式时的流程示意图。
具体实施方式
本发明提出的故障判断方法适用于空调器，空调器可以是家用空调或者是商用空调机组等。空调器具有室内换热器、室外换热器、压缩机和控制系统，压缩机安装有内置过载保护器，当压缩机过载时，内置过载保护器断开以使所述压缩机停机，控制系统采用该故障判断方法来判断空调器的故障类型。
如图1所示，该故障判断方法包括以下步骤：
检测压缩机开机前的室内换热管温度T’ 内管和室内环境温度T’ 内环；
判断是否| T’ 内管- T’ 内环|≤设定误差值δt，此处δt为2℃，当然δt也可以根据空调器的具体使用情况设计；
若是则根据压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型，若否则判定温度检测故障。
在压缩机开机前，理论上室内换热管温度T’ 内管和室内环境温度T’ 内环是很接近的，执行此项判断的目的是为了确保两个温度检测的有效性，避免因为室内换热管感温包或者室内环境感温包的检测温度不准，而造成判断失误。
在确定检测温度准确之后，判断故障类型的有至少两种方式，以下进行详细说明。
如图1所示，第一种判断方式为根据排气温度变化率判断是否压缩机缺少冷媒或者压缩机过载停机，此处的冷媒可以是氟利昂等常见冷媒，其步骤如下：
检测压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环；
判断是否| T内管- T内环|≤设定误差值δt；
若是则计算压缩机的排气温度变化率；
判断排气温度变化率是否小于设定变化率K1；
若是则判定压缩机过载停机，若否则判定压缩机缺少冷媒。
需要说明的是，当压缩机缺少冷媒时，无论空调器处于制冷模式还是制热模式，由于缺少冷媒，导致换热效果差，室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环是很接近的，此时制冷模式或制热模式其实就相当于是吹风。而当压缩机过载停机时，空调器的控制系统给压缩机的命令是开机，但由于压缩机过载停机，而室内机仍在正常工作，此时室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环也是很接近，此处的压缩机过载停机包含但不限于内置过载保护器断开引起的压缩机停机，也可以是高压过载停机等。因此，| T内管- T内环|≤设定误差值δt是判断缺少冷媒或者过载停机的先导条件，在满足先导条件的情况下，再根据排气温度变化率区分故障类型。
正常情况下，压缩机缺少冷媒时，由于冷媒变少，压缩机仍然在压缩做工，排气温度会上升，因此排气温度变化率大于或等于K1则判定压缩机缺少冷媒。而压缩机过载停机时，由于压缩机停机，排气温度会下降，因此排气温度变化率小于K1则判定压缩机过载停机。
较优的，为了使得先导条件的判断结果准确有效，在检测压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环之前，先执行以下动作：
检测压缩机的开启时间t；
判断是否t≥设定开启时间t0，此处t0为3分钟，当然t0也可以根据空调器的具体使用情况设计；
若是则检测室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环。
此处判断开启时间t的作用是确保空调器已处于正常开机状态且冷媒已循环起来，空调器的工作状态相对稳定，确保之后执行判断的有效性。
进一步的，排气温度变化率的计算方式有多种，例如计算前后两次温差与时间间隔的比值、或者计算前后两次温差与前一次压缩机排气温度的比值等等。为了使得排气温度变化率的计算更符合压缩机实际工作状态，避免因外部环境温度波动导致的排气温度变化，计算压缩机的排气温度变化率中加入外部环境温差修正，具体来说排气温度变化率的计算过程如下：
前后两次检测压缩机排气温度和室外环境温度；
排气温度变化率=（T排气2 - T排气1 - δ外环）÷（t2–t1）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T排气1为t1时刻检测到的压缩机排气温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T排气2为t2时刻检测到的压缩机排气温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
如图2所示，第二种判断方式为根据管温变化和吸气温度变化判断吸气感温包是否故障，其步骤如下：
检测压缩机的开启时间t；
判断是否t=设定运行时间t运行，此处t运行为5min，当然t运行也可以根据空调器的具体使用情况设计；
若是则判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求；
若是则前后两次检测压缩机吸气温度得到T吸气1、T吸气2，判断是否| T吸气2- T吸气1|<设定吸气温差值T预设吸气，若是则吸气感温包脱落，其原因可能是压缩机振动太大而脱落或者是运输中脱落等等。
需要说明的是，判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求包括：前后两次检测室内换热管温度得到T内管1、T内管2，判断是否| T内管2- T内管1|>设定内管温差值T预设内管。此判断的作用是确保空调器已处于正常开机状态且冷媒已循环起来，空调器的工作状态相对稳定，确保之后执行判断的有效性。当然，实际应用中，也可以将判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求替换为判断室外换热管的温度变化是否满足对应要求，但由于室外换热管的温度检测是否有效未经过判断，且室外换热管的管温易被外部环境温度影响，其判断的准确性差于室内换热管。
进一步的，确定吸气感温包未脱落之后，即| T吸气2- T吸气1|≥设定吸气温差值T预设吸气，则判断空调器的运行模式，根据不同的运行模式进行对应的计算，以判断吸气感温包是否插接到位，具体内容如下：
如图2所示，当空调器处于制冷模式时，计算压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值k，判断比值k是否处于预设范围K2内，若是则判定吸气感温包插接到位，否则判定吸气感温包未插接到位，其中K2为0.9至11。
其中，压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值k计算方式有多种，此处的吸气温度变化可以是前后两次吸气温度变化的温差值也可以是吸气温度变化率，吸气温度变化率的计算方式可以参见排气温度变化率，室外换热管温度变化的计算方式与吸气温度变化相对应。为了使得比值的计算更符合压缩机实际工作状态，避免因外部环境温度波动导致的吸气温度变化，计算吸气温度变化和室外换热管温度变化中加入外部环境温差修正，具体来说压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值k计算过程如下：
前后两次检测压缩机吸气温度、室外环境温度和室外换热管温度；
k=（T吸气2 – T吸气1 - δ外环）÷（T外管2 – T外管1 - δ外环）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T吸气1为t1时刻检测到的压缩机吸气温度，T外管1为t1时刻检测到的室外换热管温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T吸气2为t2时刻检测到的压缩机吸气温度，T外管2为t2时刻检测到的室外换热管温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
当空调器处于制热模式时，计算压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值，判断比值是否处于预设范围K2内，若是则判定吸气感温包插接到位，否则判定吸气感温包未插接到位。
其中，压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值计算方式有多种，此处的吸气温度变化可以是前后两次吸气温度变化的温差值也可以是吸气温度变化率，吸气温度变化率的计算方式可以参见排气温度变化率，室内换热管温度变化的计算方式与吸气温度变化相对应。为了使得比值的计算更符合压缩机实际工作状态，避免因外部环境温度波动导致的吸气温度变化，计算吸气温度变化中加入外部环境温差修正，具体来说压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值计算过程如下：
前后两次检测压缩机吸气温度、室外环境温度和室内换热管温度；
比值=（T吸气2 – T吸气1 - δ外环）÷（T内管2 – T内管1）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T吸气1为t1时刻检测到的压缩机吸气温度，T内管1为t1时刻检测到的室内换热管温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T吸气2为t2时刻检测到的压缩机吸气温度，T内管2为t2时刻检测到的室内换热管温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
需要说明的是，第一种判断方式和第二种判断方式中均出现t1、t2等参数，该t1、t2仅代表前后两次不同的检测时刻，而非两种判断方式中的检测时刻完全相同，实际使用时两种判断方式中的t1可以相同或者不同、t2也可以相同或者不同，t1、t2的取值可以灵活设计。
进一步的，在判断故障类型之后，输出与故障类型对应的故障代码和/或提示信号，及时通知用户或者售后人员空调器的故障类型。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.故障判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测压缩机开机前的室内换热管温度T’ 内管和室内环境温度T’ 内环；
判断是否| T’ 内管- T’ 内环|≤设定误差值δt；
若是则根据所述压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型。
2.根据权利要求1所述的故障判断方法，其特征在于，根据所述压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型包括：
检测所述压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环；
判断是否| T内管- T内环|≤设定误差值δt；
若是则计算所述压缩机的排气温度变化率；
判断所述排气温度变化率是否小于设定变化率K1；
若否则判定所述压缩机缺少冷媒。
3.根据权利要求1所述的故障判断方法，其特征在于，根据所述压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型包括：
检测所述压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环；
判断是否| T内管- T内环|≤设定误差值δt；
若是则计算所述压缩机的排气温度变化率；
判断所述排气温度变化率是否小于设定变化率K1；
若是则判定所述压缩机过载停机。
4.根据权利要求2或3所述的故障判断方法，其特征在于，在检测所述压缩机开机后的室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环之前，先检测所述压缩机的开启时间t；
判断是否t≥设定开启时间t0；
若是则检测所述室内换热管温度T内管和室内环境温度T内环。
5.根据权利要求2或3所述的故障判断方法，其特征在于，计算所述压缩机的排气温度变化率包括：
前后两次检测压缩机排气温度和室外环境温度；
排气温度变化率=（T排气2 - T排气1 - δ外环）÷（t2–t1）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T排气1为t1时刻检测到的压缩机排气温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T排气2为t2时刻检测到的压缩机排气温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
6.根据权利要求1所述的故障判断方法，其特征在于，若| T’ 内管- T’ 内环|>δt，则判定温度检测故障。
7.根据权利要求1所述的故障判断方法，其特征在于，根据所述压缩机所在空调器的温度参数判断故障类型包括：
检测所述压缩机的开启时间t；
在t=设定运行时间t运行时，判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求；
若是则前后两次检测压缩机吸气温度得到T吸气1、T吸气2，判断是否| T吸气2- T吸气1|<设定吸气温差值T预设吸气，若是则吸气感温包脱落。
8.根据权利要求7所述的故障判断方法，其特征在于，所述判断室内换热管的温度变化是否满足对应要求包括：前后两次检测室内换热管温度得到T内管1、T内管2，判断是否| T内管2-T内管1|>设定内管温差值T预设内管。
9.根据权利要求7所述的故障判断方法，其特征在于，若| T吸气2- T吸气1|≥设定吸气温差值T预设吸气，则判断所述空调器的运行模式；
当所述空调器处于制冷模式时，计算压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值，判断比值是否处于预设范围K2内，若是则判定吸气感温包插接到位，否则判定吸气感温包未插接到位；
和/或当所述空调器处于制热模式时，计算压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值，判断比值是否处于预设范围K2内，若是则判定吸气感温包插接到位，否则判定吸气感温包未插接到位。
10.根据权利要求9所述的故障判断方法，其特征在于，所述计算压缩机吸气温度变化与室外换热管温度变化的比值包括：
前后两次检测压缩机吸气温度、室外环境温度和室外换热管温度；
比值=（T吸气2 – T吸气1 - δ外环）÷（T外管2 – T外管1 - δ外环）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T吸气1为t1时刻检测到的压缩机吸气温度，T外管1为t1时刻检测到的室外换热管温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T吸气2为t2时刻检测到的压缩机吸气温度，T外管2为t2时刻检测到的室外换热管温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
11.根据权利要求9所述的故障判断方法，其特征在于，所述计算压缩机吸气温度变化与室内换热管温度变化的比值包括：
前后两次检测压缩机吸气温度、室外环境温度和室内换热管温度；
比值=（T吸气2 – T吸气1 - δ外环）÷（T内管2 – T内管1）；
δ外环= T外环2 – T外环1；
t1、t2分别为前后两次检测的检测时刻，T吸气1为t1时刻检测到的压缩机吸气温度，T内管1为t1时刻检测到的室内换热管温度，T外环1为t1时刻检测到的室外环境温度，T吸气2为t2时刻检测到的压缩机吸气温度，T内管2为t2时刻检测到的室内换热管温度，T外环2为t2时刻检测到的室外环境温度。
12.根据权利要求1所述的故障判断方法，其特征在于，在判断故障类型之后，输出与所述故障类型对应的故障代码和/或提示信号。
13.空调器，包括：室内换热器、室外换热器、压缩机和控制系统，其特征在于，所述控制系统采用权利要求1至12任一项所述故障判断方法来判断空调器的故障类型。
14.根据权利要求13所述的空调器，其特征在于，所述压缩机安装有内置过载保护器，当所述压缩机过载时，所述内置过载保护器断开以使所述压缩机停机。
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