CN115493250A - 一种空调系统中冷媒泄露检测系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空调系统中冷媒泄露检测系统及其控制方法，属于空调冷媒泄露检测技术领域，其控制方法包括如下步骤：第一冷媒泄露探测器用来检测室外机内的泄露；而第二冷媒泄露探测器用来检测元器件连接点的泄露信息；当空调系统处于制冷运行时：室外机发生泄露，第一冷媒泄露探测器或第二冷媒泄露探测器检测到冷媒泄露；关闭压缩机的第一电磁阀和第二电磁阀；换热器风扇将冷媒排出室外机；第一排气阀和第二排气阀打开，放出冷媒，由换热器风扇将其排出。本发明中冷媒只在室外机中循环，不通入室内机，冷媒的换热通过板换和水进行，将冷媒的运作系统限制于户外，即使泄露也不易影响到室内，降低了危险发生的可能性。

Description

一种空调系统中冷媒泄露检测系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调冷媒泄露检测技术领域，尤其是涉及一种空调系统中冷媒泄露检测系统及其控制方法。
背景技术
现有家用空调技术领域，多使用R410A冷媒作为冷媒,R410A冷媒的GWP(全球变暖潜能值)为2200，显然偏高，面对全球碳中和目标，寻求替代品的迫切性毋庸置疑。目前市场以R32、R290冷媒为代表进行了深入研究，ODP值(消耗臭氧潜能值)均为零，GWP值也远远低于现有冷媒，并且在家用壁挂式热泵空调上已经得到了很好的应用。
因为R32、R290冷媒的可燃性级别为A2和A3，所以避免在使用中产生泄露尤为重要，其中控制泄露的代表方法就是室内外机的连接管采用不可拆卸式连接方式，这种形式可以从一定程度上杜绝了因人为操作不当造成连接口泄露的风险。
然而，现有技术中的新型冷媒空调系统只是力求从安装方面解决问题，在生产中控制品质，却忽略了使用环境中，对设备产生的影响可能造成的泄露，而一旦发生了泄露，这种泄露的反馈却是被动的，也就是说，一般都在泄露发生完毕后，使用者才能被动获得信息，即在泄露过程中，设备还可运行，只有把冷媒泄露到某个低点甚至是完全泄露完后，使用者才会因设备无法开机运行而逐步检测到泄露的发生。当泄露发生到此种地步，采用新型冷媒空调系统就会存在诸多危险：如泄露点发生在室内设备中，持续的泄露会使房间冷媒浓度增加，当达到临界浓度点会有爆炸的风险。为了一定程度上规避此类危险，新型冷媒空调系统限制了充注量，从而制冷能力受限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空调系统中冷媒泄露检测系统及其控制方法，以解决现有技术中空调系统发生泄露的初期阶段杜绝冷媒向外扩散的技术问题，杜绝可能存在的风险。
本发明提供一种空调系统中冷媒泄露检测系统，本检测系统用于包含室外机和室内机的空调系统，该空调系统还包括用于冷媒压缩的压缩机，以及用于冷媒循环的循环管道，本检测系统包括安装于压缩机一侧的第二冷媒泄漏探测器，以及安装于室外机出风口处的第一冷媒泄露探测器，所述室外机的出风口处还设置有换热器风扇，所述压缩机与循环管道的进出管的连接处对应设置有第一电磁阀和第二电磁阀，所述循环管道的进气端和出气端对应设置有第一排气阀和第二排气阀，所述循环管道的进气端和出气端连通至板换，所述板换的另一侧连通至冷冻水供水管和冷冻水回水管。
进一步，所述压缩机、循环管道、第二冷媒泄漏探测器、第一电磁阀、第二电磁阀、第一排气阀和第二排气阀构成的制冷系统可为多套相互独立的制冷系统集成。
一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，包括如下步骤：
Sp1.在室外机安装第一冷媒泄露探测器，用来检测室外机内的泄露，第一冷媒泄露探测器安装的位置，在气流导向最丰富的换热器风扇下方；
Sp2.在室外机内，安装第二冷媒泄露探测器，用来检测元器件连接点的泄露信息；
Sp3.当空调系统处于制冷运行时：
Sp3-1.室外机发生泄露，第一冷媒泄露探测器或第二冷媒泄露探测器检测到冷媒泄露，获取泄露信息，并将泄露数据提供给主控板，由主控板输出下一步指令；
Sp3-2.主控板控制关闭压缩机的第一电磁阀和第二电磁阀，关闭冷媒的进一步输出；
Sp3-3.换热器风扇全功率负荷运行，将泄露出的冷媒排出室外机，降低室外机内的浓度；
Sp3-4.第一排气阀和第二排气阀打开，将循环管道内的冷媒放出，由换热器风扇将冷媒排出。
进一步，当空调系统处于制热运行时，本系统的检测方法与制冷运行时检测方法步骤相同。在制冷制热条件下，本系统均能对冷媒的泄露进行正常检测，防止冷媒泄露带来的危害。
进一步，所述第一排气阀和第二排气阀以不超过环境浓度上限为标准排放泄露的冷媒。
进一步，在发生泄露时，室内线控器蜂鸣器启动，提示发生泄露，提醒户主及时检修。在进行冷媒停止循环、泄露的冷媒及时排放的同时，还启动蜂鸣器提醒户主及时检修，精准定位故障原因，防止危害的进一步扩大。
进一步，上述所有元器件均符合防爆要求。安全系数较高。
进一步，本系统中，冷媒只在室外机内循环，通过板换与水换热，被冷却或加热的水通过冷冻水供水管和冷冻水回水管形成的循环管道进入室内设备进行换热。
进一步，本系统中，冷媒采用为R290冷媒或其它可燃级别较高的冷媒时，室外机采用多套相互独立的制冷系统，且多套独立的制冷系统采用同一套板换换热，采用同一组换热器风扇排出泄露的冷媒；同时，多套独立的制冷系统可相互独立，多套独立的制冷系统的循环管道并联至冷冻水供水管和冷冻水回水管形成的循环管道处进行换热。在诸如R290冷媒或其他可燃比较较高的冷媒时，为了降低可燃溶度，在保证足够的制冷能力时，室外机会相应地增加一个或多个相互独立的制冷系统，若室外机只有一个循环系统，那么一旦出现泄漏，系统会因为保护机制，排出管道内的冷媒，冷媒充注量的多少，会对应着排出量的多少，短时间内局部环境冷媒排出量过多，也会存在风险，而本发明在室外机内采用多套独立的制冷系统，在制冷能力不变的情况下，减少了单个制冷系统的冷媒充注量，在发生泄露时，使泄露时排出的冷媒量减少，同时，因室外机有多个独立制冷系统，某个系统出现损坏也不影响整个系统的运行，长期运行，室内负荷较为平稳，也更为节能，而在室外机制冷能力部分负荷运行时，这种方式节能效果更为明显。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
其一，现有技术下，对空调制冷系统中冷媒泄露问题的暴露，多发生在冷媒泄露至一个极地的阈值，或泄露完全的状况下，此时，设备多已经出现运行故障，泄露的冷媒弥散在室内，达到较高浓度后，有爆炸的危险，带来了较大的安全隐患，本套检测系统及控制方法针对此类情况，将冷媒只在室外机中循环使用，不通入室内机，冷媒的换热只通过板换和循环水进行，从而将冷媒的运作系统限制于户外，即使泄露也不会影响到室内，降低了危险发生的可能性；另一方面，通过第一冷媒泄露探测器和第二冷媒泄露探测器的设计，分别用来检测气体流通最为丰富的出风口处，以及各个元器件的连接点处，保证在泄露的第一时间就能检测到，并通过第一电磁阀和第二电磁阀的关闭，控制压缩机进一步生产循环冷媒，截断冷媒的循环，同时，通过第一排气阀和第二排气阀，以及换热器风扇的打开，对室外机中泄露的冷媒进行及时排放，防止冷媒弥散进入室内引发安全隐患，或冷媒浓度升高引发爆炸危险。
其二，在采用诸如R290冷媒或其它可燃比较较高的冷媒时，为了降低可燃溶度，在保证足够的制冷能力时，室外机会相应地增加一个或多个相互独立的制冷系统，若室外机只有一个循环系统，那么一旦出现泄漏，系统会因为保护机制，排出管道内的冷媒，冷媒充注量的多少，会对应着排出量的多少，短时间内局部环境冷媒排出量过多，也会存在风险，而本发明在室外机内采用多套独立的制冷系统，在制冷能力不变的情况下，减少了单个制冷系统的冷媒充注量，在发生泄露时，使泄露时排出的冷媒量减少，同时，因室外机有多个独立制冷系统，某个系统出现损坏也不影响整个系统的运行，长期运行，室内负荷较为平稳，也更为节能，而在室外机制冷能力部分负荷运行时，这种方式节能效果更为明显。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述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为本发明中单个制冷系统检测系统的示意图；
图2为本发明中多个独立制冷系统检测系统的示意图；
图3为本发明中单个制冷系统另一种实施方式的示意图。
附图标记：
1、第一冷媒泄露探测器；2、第二冷媒泄露探测器；3、第一电磁阀；4、第二电磁阀；5、第一排气阀；6、第二排气阀；7、冷凝器风扇；8、板换；9、冷冻水回水管；10、冷冻水供水管；11、截止阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1：
下面结合图1和图2所示，本发明实施例提供了一种空调系统中冷媒泄露检测系统，本检测系统用于包含室外机和室内机的空调系统，该空调系统还包括用于冷媒压缩的压缩机，以及用于冷媒循环的循环管道，本检测系统包括安装于压缩机一侧的第二冷媒泄漏探测器2，以及安装于室外机出风口处的第一冷媒泄露探测器1，其中，第一冷媒泄露探测器1和第二冷媒泄漏探测器2根据所加冷媒种类对应选择，如R32、R290冷媒可对应选择R32、R290冷媒泄露探测器；室外机的出风口处还设置有换热器风扇7，压缩机与循环管道的进出管的连接处对应设置有第一电磁阀3和第二电磁阀4，循环管道的进气端和出气端对应设置有第一排气阀5和第二排气阀6，循环管道的进气端和出气端连通至板换8，板换8的另一侧连通至冷冻水供水管10和冷冻水回水管9。
具体的，压缩机、循环管道、第二冷媒泄漏探测器2、第一电磁阀3、第二电磁阀4、第一排气阀5和第二排气阀6构成的制冷系统可为多套相互独立的制冷系统集成。
实施例2：
如图3所示，在冷媒循环的循环管道表面还可增设4个截止阀11，截止阀11为电磁阀体，受控制系统控制，将循环管道分为四块。当循环管道发生泄露时，第一冷媒泄露探测器1或第二冷媒泄露探测器2检测到冷媒泄露时，截止阀11关闭，泄露点发生在4个截止阀之间的循环管道的任一段，泄露的冷媒量最多只会占总循环管道冷媒填充量的四分之一，从而将室外机内腔冷媒浓度上限压低，发生冷媒燃烧或爆炸的风险较小，从而大大降低了冷媒事故发生的几率。
实施例3：
一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，包括如下步骤：
Sp1.在室外机安装第一冷媒泄露探测器1，用来检测室外机内的泄露，第一冷媒泄露探测器1安装的位置，在气流导向最丰富的换热器风扇7下方；
Sp2.在室外机内，安装第二冷媒泄露探测器2，用来检测元器件连接点的泄露信息；
Sp3.当空调系统处于制冷运行时：
Sp3-1.室外机发生泄露，第一冷媒泄露探测器1或第二冷媒泄露探测器2检测到冷媒泄露，获取泄露信息，并将泄露数据提供给主控板，由主控板输出下一步指令；
Sp3-2.主控板控制关闭压缩机的第一电磁阀3和第二电磁阀4，关闭冷媒的进一步输出；
Sp3-3.换热器风扇7全功率负荷运行，将泄露出的冷媒排出室外机，降低室外机内的浓度；
Sp3-4.第一排气阀5和第二排气阀6打开，将循环管道内的冷媒放出，由换热器风扇7将冷媒排出。
现有技术下，对空调制冷系统中冷媒泄露问题的暴露，多发生在冷媒泄露至一个极地的阈值，或泄露完全的状况下，此时，设备多已经出现运行故障，泄露的冷媒弥散在室内，达到较高浓度后，有爆炸的危险，带来了较大的安全隐患，本套检测方法针对此类情况，将冷媒只在室外机中循环使用，不通入室内机，冷媒的换热只通过板换8和循环水进行，从而将冷媒的运作系统限制于户外，即使泄露也不易影响到室内，降低了危险发生的可能性；另一方面，通过第一冷媒泄露探测器1和第二冷媒泄露探测器2的设计，分别用来检测气体流通最为丰富的出风口处，以及各个元器件的连接点处，保证在泄露的第一时间就能检测到，并通过第一电磁阀3和第二电磁阀4的关闭，控制压缩机进一步生产循环冷媒，截断冷媒的循环，同时，通过第一排气阀5和第二排气阀6，以及换热器风扇7的打开，对室外机中泄露的冷媒进行及时排放，防止冷媒弥散进入室内引发安全隐患，或冷媒浓度升高引发爆炸危险。
具体的，当空调系统处于制热运行时，本系统的检测方法与制冷运行时检测方法步骤相同。在制冷制热条件下，本系统均能对冷媒的泄露进行正常检测，防止冷媒泄露带来的危害。
具体的，第一排气阀5和第二排气阀6以不超过环境浓度上限为标准排放泄露的冷媒。
具体的，在发生泄露时，室内线控器蜂鸣器启动，提示发生泄露，提醒户主及时检修。在进行冷媒停止循环、泄露的冷媒及时排放的同时，还启动蜂鸣器提醒户主及时检修，精准定位故障原因，防止危害的进一步扩大。
具体的，上述所有元器件均符合防爆要求。安全系数较高。
具体的，本系统中，冷媒只在室外机内循环，通过板换8与水换热，被冷却或加热的水通过冷冻水供水管10和冷冻水回水管9形成的循环管道进入室内设备进行换热。
具体的，本系统中，R290冷媒或其它可燃比较较高的冷媒时，室外机采用多套相互独立的制冷系统，且多套独立的制冷系统采用同一套板换8换热，采用同一组换热器风扇7排出泄露的冷媒；同时，多套独立的制冷系统可相互独立，多套独立的制冷系统的循环管道并联至冷冻水供水管10和冷冻水回水管9形成的循环管道处进行换热。诸如R290冷媒或其它可燃比较较高的冷媒时，为了降低可燃溶度，在保证足够的制冷能力时，室外机会相应地增加一个或多个相互独立的制冷系统，若室外机只有一个循环系统，那么一旦出现泄漏，系统会因为保护机制，排出管道内的冷媒，冷媒充注量的多少，会对应着排出量的多少，短时间内局部环境冷媒排出量过多，也会存在风险，而本发明在室外机内采用多套独立的制冷系统，在制冷能力不变的情况下，减少了单个制冷系统的冷媒充注量，在发生泄露时，使泄露时排出的冷媒量减少，同时，因室外机有多个独立制冷系统，某个系统出现损坏也不影响整个系统的运行，长期运行，室内负荷较为平稳，也更为节能，而在室外机制冷能力部分负荷运行时，这种方式节能效果更为明显。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种空调系统中冷媒泄露检测系统，本检测系统用于包含室外机和室内机的空调系统，该空调系统还包括用于冷媒压缩的压缩机，以及用于冷媒循环的循环管道，其特征在于：本检测系统包括安装于压缩机一侧的第二冷媒泄漏探测器(2)，以及安装于室外机出风口处的第一冷媒泄露探测器(1)，所述室外机的出风口处还设置有冷凝器风扇(7)，所述压缩机与循环管道的进出管的连接处对应设置有第一电磁阀(3)和第二电磁阀(4)，所述循环管道的进气端和出气端对应设置有第一排气阀(5)和第二排气阀(6)，所述循环管道的进气端和出气端连通至板换(8)，所述板换(8)的另一侧连通至冷冻水供水管(10)和冷冻水回水管(9)。
2.根据权利要求1所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统，其特征在于：所述压缩机、循环管道、第二冷媒泄漏探测器(2)、第一电磁阀(3)、第二电磁阀(4)、第一排气阀(5)和第二排气阀(6)构成的制冷系统可为多套相互独立的制冷系统集成。
3.一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
Sp1.在室外机安装第一冷媒泄露探测器(1)，用来检测室外机内的泄露，第一冷媒泄露探测器(1)安装的位置，在气流导向最丰富的冷凝器风扇(7)下方；
Sp2.在室外机内，安装第二冷媒泄露探测器(2)，用来检测元器件连接点的泄露信息；
Sp3.当空调系统处于制冷运行时：
Sp3-1.室外机发生泄露，第一冷媒泄露探测器(1)或第二冷媒泄露探测器(2)检测到冷媒泄露，获取泄露信息，并将泄露数据提供给主控板，由主控板输出下一步指令；
Sp3-2.主控板控制关闭压缩机的第一电磁阀(3)和第二电磁阀(4)，关闭冷媒的进一步输出；
Sp3-3.冷凝器风扇(7)全功率负荷运行，将泄露出的冷媒排出室外机，降低室外机内的浓度；
Sp3-4.第一排气阀(5)和第二排气阀(6)打开，将循环管道内的冷媒放出，由冷凝器风扇(7)将冷媒排出。
4.根据权利要求1所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：当空调系统处于制热运行时，本系统的检测方法与制冷运行时检测方法步骤相同。
5.根据权利要求1所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：所述第一排气阀(5)和第二排气阀(6)以不超过环境浓度上限为标准排放泄露的冷媒。
6.根据权利要求1所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：在发生泄露时，室内线控器蜂鸣器启动，提示发生泄露，提醒户主及时检修。
7.根据权利要求1-4任一所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：上述所有元器件均符合防爆要求。
8.根据权利要求1所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：本系统中，冷媒只在室外机内循环，通过板换(8)与水换热，被冷却或加热的水通过冷冻水供水管(10)和冷冻水回水管(9)形成的循环管道进入室内设备进行换热。
9.根据权利要求1所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：本系统中，冷媒采用为R290冷媒或其它可燃级别较高的冷媒时，室外机采用多套相互独立的制冷系统，且多套独立的制冷系统采用同一套板换(8)换热，采用同一组冷凝器风扇(7)排出泄露的冷媒。
10.根据权利要求9所述的一种空调系统中冷媒泄露检测系统的控制方法，其特征在于：本系统中，多套独立的制冷系统可相互独立，多套独立的制冷系统的循环管道并联至冷冻水供水管(10)和冷冻水回水管(9)形成的循环管道处进行换热。
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