CN112805506A - 用于检测制冷剂泄漏的双温度传感器装置 - Google Patents

用于检测制冷剂泄漏的双温度传感器装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种空调系统，其具有：第一HVAC组件，其包括室内热交换器和风扇；第一传感器，其构造为感测第一温度读数，该第一传感器可操作地联接到室内热交换器；第二传感器，其构造为感测第二温度读数，该第二传感器位于第一传感器的下游并且与室内热交换器分离；以及系统控制器，其构造为当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，启动风扇以使气流传递穿过室内热交换器，当第一HVAC组件处于非活动模式且可操作地连接到第一HVAC组件的风扇和压缩机处于非活动模式时，检查温度差。

Description

用于检测制冷剂泄漏的双温度传感器装置
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2019年9月12日提交的美国申请第62/899,439号的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
当前公开的实施例总体上涉及加热、通风、空调和制冷(HVAC/R)系统，并且更具体地，涉及用于检测制冷剂泄漏的双温度传感器装置。
背景技术
如在HVAC/R应用中所使用的制冷系统利用闭环制冷剂回路来调节内部或封闭空间内的空气。现代制冷剂符合有关全球变暖潜能值(GWP)的环境法规。为了符合建议的GWP法规，正在开发具有各种易燃性水平的氢氟碳化合物(HFC)和碳氢制冷剂，并考虑将其用于HVAC/R系统。
如与任何系统一样，在HVAC/R应用中使用的易燃制冷剂有可能泄漏并迁移到HVAC/R系统附近可能包含点火源的非期望区域。当易燃制冷剂在空气或其他氧化剂的存在下暴露于点火源时，如果混合物高于可燃性下限(LFL)以上且低于可燃性上限(UFL)，则存在发生燃烧事件的可能性。
发明内容
公开了一种空调系统，其包括：第一HVAC组件，其包括室内热交换器和风扇；第一传感器，其构造为感测第一温度读数，该第一传感器可操作地联接到室内热交换器；第二传感器，其构造为感测第二温度读数，该第二传感器位于第一传感器的下游并且与室内热交换器分离；以及系统控制器，其构造为当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，启动风扇以传递气流穿过室内热交换器，当第一HVAC组件处于非活动模式并且可操作地连接到第一HVAC组件的风扇和压缩机处于非活动模式时，检查温度差。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统控制器还构造成当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，传达警报并启动风扇，从而稀释泄漏的制冷剂。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统包括可操作地联接至第一HVAC组件的第二HVAC组件，其中第二HVAC组件包括压缩机和室外热交换器。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统控制器构造为当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，停用用于空调系统的活动空调循环。。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统控制器构造为确定第一HVAC组件和第二HVAC组件是否在预定时间段内已经不活动。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，预定时间段大约为10分钟。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，预定阈值是大约十至十五华氏度的温度差。
还公开了一种HVAC组件，其包括：热交换器；风扇，其构造为将气流穿过热交换器传递到结构的内部；第一传感器，其构造为感测第一温度读数，该第一传感器连接到热交换器；第二传感器，其构造为感测第二温度读数，该第二传感器位于第一传感器的下游并且与热交换器分离；以及系统控制器，其可操作地联接到风扇，该系统控制器构造为当第一温度读数和第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时启动风扇。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统控制器还构造成当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，传达警报并启动风扇，从而稀释泄漏的制冷剂。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统控制器构造为当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于该温度时，停用活动空调循环。
除了以上公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，系统控制器构造为确定空调循环或风扇中的至少一个在预定时间段内已经不活动。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，预定时间段大约为10分钟。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，预定阈值是大约十至十五华氏度的温度差。
还公开了一种监测空调系统的HVAC组件中的制冷剂泄漏的方法，该方法包括：从连接到空调系统的HVAC组件的室内热交换器的第一传感器接收第一温度读数；从布置在HVAC组件内并与室内热交换器分离的第二传感器接收第二温度读数；并且当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，启动风扇以使气流传递穿过室内热交换器。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，该方法包括当第一温度读数和第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，在系统控制面板处传达警报。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，该方法包括当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，停用用于空调系统的活动空调循环。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，该方法包括确定空调系统是否在预定时间段内已经不活动。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，预定的时间段为大约10分钟。
除了上述公开的方面中的一个或多个之外，或者作为替代，预定阈值是大约十至十五华氏度的温度差。
附图说明
通过结合附图参考本公开的各种示例性实施例的以下描述，本文中包含的实施例和其他特征、优点和公开以及实现它们的方式将变得显而易见，并且本公开将更好地理解，其中：
图1示出了根据一个实施例的具有双温度传感器以检测制冷剂泄漏的室内HVAC组件；且
图2是示出根据一个实施例的检测制冷剂泄漏的方法的流程图。
具体实施方式
为了促进对本公开原理的理解的目的，现在将参考附图中示出的实施例，并且将使用特定语言来描述它们。然而，将理解的是，由此并不意图限制本公开的范围。
随着要求移至较低GWP的制冷剂，可能会使用本领域称为“A2L制冷剂”的轻度易燃制冷剂。对于大多数应用，安全标准将需要一种直接方法来使用制冷剂传感器检测泄漏。但是，期望其他检测泄漏的方法来确认检测并提供额外的保护。
转向图1，空调系统10A包括第二HVAC组件50，该第二HVAC组件50在其中包括压缩机和室外热交换器(示意性地示出)，其可操作地连接到第一HVAC组件100(否则在本文中总体上称为HVAC组件100)。将认识到的是，空调系统10A可以用于多种应用中。例如，空调系统可以是住宅分体式系统，其中第二HVAC组件50位于结构外部并作为冷凝器或热泵操作；第一HVAC组件100位于结构内部，并作为风扇盘管或熔炉/箱式盘管组合操作。在另一示例中，空调系统10A可以是封装的住宅或商业屋顶系统。在该构造中，第一和第二HVAC组件被组合到一个外壳中，并位于结构的屋顶或外部。第一HVAC组件100作为蒸发器部分操作，并从结构内部抽吸空气，对其进行调节，并将空气引导回到结构中。第二HVAC组件50作为冷凝器部分操作并且通过室外热交换器(未示出)吸入环境空气以与制冷剂进行热交换。
在图1所示的实施例中，第一HVAC组件100包括壳体102和风扇106，该风扇106构造为引导空气穿过室内热交换器108。室内热交换器108可以是微通道盘管或圆管板翅盘管。第一HVAC组件100被定位成邻近排气室107。排气室107连接到供应管道系统109，以将经调节的空气提供给结构的内部。应当认识到，所公开的实施例的益处可以应用于除图1中所示的风扇盘管之外的其他类型的盘管，例如熔炉/箱式盘管的组合。室内热交换器108包括可以是集管端的第一端120和可以是发夹端的第二端121。排水盘130位于室内热交换器108的下方，并且构造成捕获来自室内热交换器的冷凝物。
根据一个实施例，构造为感测第一温度读数的第一传感器150连接到室内热交换器108或紧邻可能发生制冷剂泄漏的区域。构造为感测第二温度读数的第二传感器160位于第一传感器150的下游。在所示的实施例中，第二传感器160在风扇106下游的排气室107中示出。将认识到，传感器160可以附接到第一HVAC组件100或从第一HVAC组件100分离。
示意性地示出的系统控制面板200可操作地联接至空调系统10A。将认识到的是，系统控制面板200可以在第一HVAC组件100的内部或外部。系统控制面板包括系统控制器210，该系统控制器210构造为当第一温度读数和第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时启动风扇106。当第一HVAC组件100处于非活动模式并且风扇106和压缩机处于非活动模式时，检查温度差。在一个实施例中，预定阈值是十至十五度。在一个实施例中，度数是在华氏度数上测量的。在一些实施例中，系统控制面板包括可操作地联接到系统控制器210的显示器220。控制器210可以构造为通过显示器220传达警报或闪烁警告以在第一温度读数和第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时发出警报。系统控制器210可以还构造为当第一温度读数与第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，防止第一HVAC组件100和/或第二HVAC组件50运行。
转向图2，示出了一种监控空调系统10A中的制冷剂泄漏的方法。如框500中所示，该方法包括操作系统控制面板200以监控空调系统10A的操作状况。在一个实施例中，监控空调系统10A的运行状况包括确认第一HVAC组件100和第二HVAC组件50的冷却和加热操作以及风扇106在预定时间段内关闭。在一个实施例中，预定时间段是大约十分钟。将认识到的是，预定时间段可以小于或大于十分钟。
如果满足该状况(在500处为是)，则如框510中所示，该方法包括操作系统控制面板200以从连接至室内热交换器108的第一传感器150接收第一温度读数。如框520中所示，该方法包括操作系统控制面板200以从第二传感器160接收第二温度读数。
如框530中所示，该方法包括操作系统控制面板200以确定第一温度读数与第二温度读数之间的差是大于还是等于预定阈值。当在框530处确定为否时，则该方法循环回到框510。当在框530处确定为是时，则如框540中所示，该方法包括操作系统控制面板200以激活风扇106以将气流引导穿过室内热交换器108。如框550中所示，该方法可以还包括操作系统控制面板200以在显示器220处传达警报。如框560中所示，该方法可以还包括操作系统控制面板200以使空调系统10A停用。
以上公开的实施例提供了在第一区域中安装第一温度传感器150，该第一区域是潜在的泄漏区域。第二温度传感器160安装在第一HVAC组件100的出口附近的第二区域中。通过比较第一HVAC组件100的出口处和室内热交换器108附近的两个温度，系统控制面板200可以执行本文的方法以确定是否可能已经发生泄漏。随着制冷剂泄漏，第一温度传感器150处的温度将相对快速地下降。这是因为当释放到大气中时，制冷剂沸点远低于零华氏度(例如，针对R-454B为-57ºF)。当在测量温度之间达到定义的变化量(delta)时，可能会检测到潜在的泄漏。
当检测到泄漏时，将通过打开风扇106来实现缓解，该风扇迅速将制冷剂稀释成不可燃的成分。空气将由风扇106循环预定的时间段。此后，可以将警报或警告传达到控件、显示器或恒温器中的一个或多个。
如上所述，实施例可以是处理器实现的过程和用于实践那些过程的设备的形式，例如处理器。实施例也可以是计算机程序代码的形式，其包含体现在有形介质中的指令，例如网络云存储、SD卡、闪存驱动器、软盘、CD ROM、硬盘驱动器或任何其他计算机可读存储介质，其中，当计算机程序代码被加载到计算机中并由计算机执行时，计算机成为用于实施实施例的设备。实施例也可以是计算机程序代码的形式，例如，存储在存储介质中、加载到计算机中和/或由计算机执行，或通过某种传输介质传输、加载到计算机中和/或由计算机执行，或通过某种传输介质传输，例如通过电线或电缆，通过光纤，或经由电磁辐射，其中，当将计算机程序代码加载到由计算机执行时，计算机成为用于实施实施例的设备。当在通用微处理器上实现时，计算机程序代码段将微处理器构造为创建特定的逻辑电路。所公开的实施例使得能够在不直接测量制冷剂泄漏的情况下检测泄漏。
本文所使用的术语仅是出于描述特定实施例的目的，并且不旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解，术语“包括”和/或“包含有”在本说明书中使用时，指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素部件和/或其组。
本领域技术人员将认识到，本文示出和描述了各种示例实施例，每个示例实施例在特定实施例中均具有某些特征，但是本公开不因此受到限制。而是，可以修改本公开以结合迄今未描述但与本公开的范围相对应的任何数量的变化、变更、替换、组合、子组合或等效布置。另外，尽管已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解，本公开的方面可以仅包括所描述的实施例中的一些。因此，本公开不应被视为由前述描述限制，而是仅由所附权利要求书的范围限制。

Claims (19)

1.一种空调系统，包括：
第一HVAC组件，其包括室内热交换器和风扇；
第一传感器，其构造为感测第一温度读数，该第一传感器可操作地联接到所述室内热交换器；
第二传感器，其构造为感测第二温度读数，该第二传感器位于所述第一传感器的下游并且与所述室内热交换器分离；和
系统控制器，其构造为当所述第一温度读数和所述第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，启动所述风扇以使气流传递穿过所述室内热交换器，当所述第一HVAC组件处于非活动模式中且可操作地连接到所述第一HVAC组件的风扇和压缩机处于非活动模式中时，检查温度差。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统控制器还构造为，当所述第一温度读数与所述第二温度读数之间的差大于或等于所述预定阈值时，传达警报并启动所述风扇，从而稀释泄漏的制冷剂。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括可操作地联接到所述第一HVAC组件的第二HVAC组件，其中，所述第二HVAC组件包括所述压缩机和室外热交换器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统控制器构造为，当所述第一温度读数与所述第二温度读数之间的差大于或等于所述预定阈值时，停用用于所述空调系统的活动空调循环。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述系统控制器构造为确定所述第一HVAC组件和第二HVAC组件是否在预定时间段内已经不活动。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述预定时间段是大约10分钟。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定阈值是大约十到十五度或更大的温度差。
8.一种HVAC组件，包括：
热交换器；
风扇，其构造为使气流传递穿过所述热交换器到结构的内部；
第一传感器，其构造为感测第一温度读数，该第一传感器连接到所述热交换器；
第二传感器，其构造为感测第二温度读数，该第二传感器位于所述第一传感器的下游并且与所述热交换器分离；和
系统控制器，其可操作地联接到所述风扇，所述系统控制器构造成在所述第一温度读数和所述第二温度读数之间的差大于或等于所述预定阈值时启动所述风扇，当所述HVAC组件处于非活动模式且可操作地连接到所述HVAC组件的所述风扇和压缩机处于非活动模式时，检查温度差。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述系统控制器还构造为，当所述第一温度读数与所述第二温度读数之间的差大于或等于所述预定阈值时，传达警报并启动所述风扇，从而稀释泄漏的制冷剂。
10.根据权利要求9所述的组件，其中，所述系统控制器构造为，当所述第一温度读数与所述第二温度读数之间的差大于或等于所述预定阈值时，停用活动空调循环。
11.根据权利要求8所述的组件，其中，所述系统控制器构造为确定空调循环或所述风扇中的至少一个在预定时间段内已经不活动。
12.根据权利要求8所述的组件，其中，所述预定时间段是大约10分钟。
13.根据权利要求8所述的组件，其中，所述预定阈值是大约十至十五华氏度的温度差。
14.一种监控空调系统的HVAC组件中的制冷剂泄漏的方法，包括：
从连接到所述空调系统的HVAC组件的室内热交换器的第一传感器接收第一温度读数；
从布置在所述HVAC组件内并与所述室内热交换器分离的第二传感器接收第二温度读数；和
当所述第一温度读数和所述第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，启动风扇以使气流传递穿过所述室内热交换器，当所述第一HVAC组件处于非活动模式且可操作地连接到所述第一HVAC组件的所述风扇和压缩机处于非活动模式时，检查温度差。
15.根据权利要求14所述的方法，包括：当所述第一温度读数与所述第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，在系统控制面板处传达警报并启动所述风扇，从而稀释泄漏的制冷剂。
16.根据权利要求14所述的方法，包括：当所述第一温度读数与所述第二温度读数之间的差大于或等于预定阈值时，停用用于所述空调系统的活动空调循环。
17.根据权利要求14所述的方法，包括：确定所述空调系统是否在预定时间段内已经不活动。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述预定时间段是大约10分钟。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述预定阈值是大约十至十五华氏度的温度差。
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