CN116592547A - 异常检测装置、方法、制冷系统及空气能热水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了异常检测装置、方法、制冷系统及空气能热水机，包括压缩机驱动器、串联于所述压缩机驱动器与电源线之间的保护开关、与所述压缩机驱动器通讯连接的主控器，所述压缩机驱动器的状态位在所述保护开关断开又闭合时发生变化；所述主控板根据所述状态位分析机组是否出现异常。本发明不需要增加任何硬件电路，无需更改驱动板软件，只需要更改主控板软件，在机组高压开关断开又闭合时，通过充电状态、压缩机复位状态、压缩机状态及通讯间断时间综合判断报出高压保护故障，在不影响机组可靠性的前提下，及时的实现对系统故障的判断，以便及时的对机组进行维护。

Description

异常检测装置、方法、制冷系统及空气能热水机

技术领域

本发明涉及压缩机控制技术领域，特别涉及异常检测装置、方法、制冷系统及空气能热水机。

背景技术

出口北美地区的电器产品需要满足当地的UL(Underwriter LaboratoriesInc的简写)认证标准，UL认证中的软件认证涉及内容多，测试周期长，需要花费大量的时间，所以大多数厂家选择硬件规避来满足认证要求。例如，对于空调、空气能热水器等设备，若机组运行压力太高，需要停机，现有技术采用的是，在压缩机驱动板的电源中串联了一个高压开关，若压力太高，高压开关触点会自动断开，压缩机驱动板就会断电，进而压缩机停止，此电路为纯硬件保护，不需要软件参与，可以免做软件认证。

但是，压缩机停止十几秒后压力就会降低，高压开关就会闭合，驱动板就会正常运行，采用这种方案机组将不能报出高压开关保护，由于断电时间太短，通讯故障也不能报出(一般通讯间断30s会报出通讯故障)，对外表现就是无故停机，给后期维护带来很大的不方便。

发明内容

为解决制冷系统故障难于检测的问题，本发明提出异常检测装置及方法，通过对压缩机驱动电路状态的检测，来间接判断制冷系统是否发生故障。

本发明采用的技术方案是，设计异常检测装置，包括：压缩机驱动器、串联于所述压缩机驱动器与电源线之间的保护开关、与所述压缩机驱动器通讯连接的主控器，所述压缩机驱动器的状态位在所述保护开关断开又闭合时发生变化；所述主控板根据所述状态位分析机组是否出现异常。

在某些实施方式中，所述主控器具有向所述压缩机驱动器发送启停指令的控制模块，所述主控器根据所述状态位以及所述启停指令分析机组是否出现异常。

在某些实施方式中，所述主控器还具有用于检测所述压缩机驱动器与其通讯间断时长的计时模块，所述主控器根据所述状态位、所述启停指令以及所述通讯间断时长分析机组是否出现异常。

在某些实施方式中，所述主控器在所述状态位为设定值、且所述启停指令为开启指令、且所述通讯间断时长超过设定时长时判定机组出现异常。

在某些实施方式中，所述状态位包含充电状态位及复位状态位。

异常检测方法，所述异常检测方法应用于所述的异常检测装置，所述异常检测方法包括：

检测压缩机驱动器的状态位；

判断所述状态位是否为设定值；

若是，则判定所述机组出现异常。

在某些实施方式中，所述异常检测方法还包括：

若所述状态位为设定值，则判断是否所述主控器向所述压缩机驱动器发送开启指令；

若是，则判定所述机组出现异常。

在某些实施方式中，所述异常检测方法还包括：

若所述状态位为设定值且所述主控器向所述压缩机驱动器发送开启指令，则判断是否所述主控器与所述压缩机驱动器之间的通讯间断时长超过设定时长；

若是，则判定所述机组出现异常。

在某些实施方式中，所述异常检测方法还包括：在上电时间超过设定延时时间时，再开始检测所述压缩机驱动器的状态位。

制冷系统，包括所述的异常检测装置。

在某些实施方式中，所述空气能热水机采用所述的制冷系统。。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明不需要增加任何硬件电路，无需更改驱动板软件，只需要更改主控板软件，在机组高压开关断开又闭合时，通过充电状态、压缩机复位状态、压缩机状态及通讯间断时间综合判断报出高压保护故障，在不影响机组可靠性的前提下，及时的实现对系统故障的判断，以便及时的对机组进行维护。

附图说明

下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细的说明，为了展示细节，便于理解其原理，其不一定是按比例绘制的，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的实施例。其中：

图1是压缩机驱动板和主控板连接的示意图。

图2是通过充电状态与复位状态检测异常的流程示意图。

图3是通过充电状态、复位状态及开机指令检测异常的流程示意图。

图4是通过充电状态、复位状态、开机指令及通讯间隔检测异常的流程示意图。

图中，主控板1；压缩机驱动板2；高压开关3。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例，以下实施方式并不限制权利要求书所涉及的发明。此外，实施方式中说明的特征的所有组合未必是发明的解决方案所必须的。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

实施例

出口北美地区的产品需要满足当地的UL认证需求，UL认证中的软件认证涉及内容多，测试周期长，需要花费大量的时间，所以大多数厂家选择硬件规避来满足认证，其中硬件规避中采用最多的方案就是将高压开关串联在机组的供电回路中。

如图1所示，电源线分两路同时接入压缩机驱动板2和主控板1，接入主控板1的电源是直接接入的，但是接入压缩机驱动板2的电源中串联了一个高压开关3，若机组运行压力太高，高压开关3触点会自动断开，压缩机驱动板2就会断电，进而压缩机停止，此电路为纯硬件保护，不需要软件参与，可以免做软件认证。

此电路有高压保护就会强制断掉压缩机电源进而保护机组，但是一般是压缩机停止十几秒后压力就会降低，高压开关3就会闭合，驱动板就会正常运行，采用这种方案机组将不能报出高压开关3保护，由于断电时间太短，通讯故障也不能报出(一般通讯间断30s会报出通讯故障)，对外表现就是无故停机，给后期维护带来很大的不方便，本文提出一种采用此方案且可以正常报出高压保护的方案。

如图2、3、4所示，一种异常检测装置，包括：压缩机驱动器、串联于所述压缩机驱动器与电源线之间的保护开关、与所述压缩机驱动器通讯连接的主控器。

本实施例应用于制冷系统，例如空气能热水器，所述保护开关为用于监测空气能热水器系统压力的高压保护开关，所述压缩机驱动器为压缩机驱动板2，所述主控器为空气能热水器的主控器，电源线分两路同时接入压缩机驱动板2和主控板1，接入主控板1的电源是直接接入的，但是接入压缩机驱动板2的电源中串联了一个高压开关3，若空气能热水器机组运行压力太高，高压开关3触点会自动断开，压缩机驱动板2就会断电，进而压缩机停止，此电路为纯硬件保护，不需要压缩机驱动器软件参与。

制冷系统的高压保护是确保系统在正常运行范围内的重要安全措施之一。当制冷系统的压力超过安全限制时，高压保护装置会采取措施以保护系统免受损坏或故障。压力开关是一种装置，可监测制冷系统中的压力，并在压力超过设定值时切断系统。这可以防止系统过载和损坏。一旦压力下降到安全水平以下，系统可以重新启动。

制冷系统出现高压保护的原因可能有多种，以下是一些常见的情况：例如过热冷媒：如果制冷系统中的冷媒在压缩过程中过热，它会导致高压保护的触发。过热冷媒通常是由于冷凝器散热不足、冷凝器堵塞或风扇故障等原因引起的。当冷凝器无法充分散热时，冷媒的温度会升高，从而导致系统压力升高。还有的原因是冷媒过多：如果制冷系统中的冷媒充注过多，超过了系统设计的容量，它会导致高压保护的触发。过多的冷媒会导致冷凝器无法有效处理所有冷媒，从而增加了系统的压力。还有的原因是冷凝器堵塞：冷凝器是制冷系统中用于散热的关键组件。如果冷凝器的管道或散热片受到灰尘、污垢或其他污染物的堵塞，它将影响冷媒的散热效果，导致压力升高。还有的原因是压缩机问题：制冷系统中的压缩机是产生压力的关键部件。如果压缩机存在故障或运行不正常，例如压缩机密封不良、排气阀不工作或压缩比过高等，都可能导致高压保护的触发。还有的原因是冷却系统问题：制冷系统中的冷却系统，如风扇或冷却水循环系统，如果存在故障或不足以提供足够的冷却能力，也可能导致制冷系统的高压保护触发。

所述压缩机驱动器的状态位在所述保护开关断开又闭合时发生变化；所述主控板1根据所述状态位分析机组是否出现异常。通过状态位分析机组是否出现异常，检测较为及时准确。

状态位是指用于记录不同状态或信息的二进制位或寄存器。具体的状态位数量和含义可能因驱动板的设计和功能而有所不同。控制信号：用于指示某些控制信号的状态，例如启动信号、停止信号、调节信号等。在驱动板断电后，状态位通常会被重置，这意味着之前存储的状态信息可能会被清除，状态位重新设置。

所述主控器具有向所述压缩机驱动器发送启停指令的控制模块，所述主控器根据所述状态位以及所述启停指令分析机组是否出现异常。控制模块负责发送启停指令以控制压缩机的运行状态。使得只有在所述主控器已经向所述压缩机驱动器发送了运行指令后简单的状态的位的值才能作为确定异常的标准，如此避免所述主控器未向所述压缩机驱动器发送运行指令情况下造成的误检。

所述主控器还具有用于检测所述压缩机驱动器与其通讯间断时长的计时模块，控制器的计时模块是控制器中的一个组件，用于实现时间相关的功能和控制。计时模块通常包含一个或多个计时器或计数器，用于测量和跟踪时间间隔、延时或周期等。

所述主控器根据所述状态位、所述启停指令以及所述通讯间断时长分析机组是否出现异常。通信中断通常是指在通信过程中发生了连接丢失或通信信号中断的情况。当通信中断发生时，说明设备或系统存在故障或问题，当主控器与压缩机驱动器之间的通信中断时间超过正常值时，说明压缩机驱动器可能断电，如此提供了检测的准确性。

所述主控器在所述状态位为设定值、且所述启停指令为开启指令、且所述通讯间断时长超过设定时长时判定机组出现异常。当主控器与压缩机驱动器之间的通信中断时间超过正常值时，说明压缩机驱动器可能断电，如此提供了检测的准确性。

本实施例的所述状态位包含充电状态位及复位状态位。通过检测充电状态位及复位状态位的状态可以快速准确的判断机组是否出现异常。

驱动板的复位状态位通常是一个信号或标志位，用于指示驱动板是否处于复位状态。复位状态位的具体表示方式和命名可能因驱动板的设计和应用而有所不同，以下是一般情况下的一些常见表示方式：例如，复位标志位：驱动板可能包含一个专门的标志位，用于指示复位状态。该标志位在驱动板复位时置位(例如设为高电平或逻辑1)，在复位解除时清零(例如设为低电平或逻辑0)；或者是复位状态寄存器：驱动板可能包含一个特定的寄存器，其中的某一位或多位用于表示复位状态。当驱动板复位时，对应的寄存器位会被设置为特定的值或状态。或者是复位状态变量：驱动板的软件控制逻辑中可能包含一个状态变量，用于记录复位状态。该变量的取值可以是特定的值或状态，以指示驱动板当前是否处于复位状态。

驱动板的充电状态位是用于指示驱动板当前的充电状态的信号或标志位。具体的充电状态位表示方式可能因驱动板的设计和应用而有所不同，充电状态位可以是充电标志位：驱动板可能包含一个专门的标志位，用于指示充电状态。该标志位在驱动板充电时置位(例如设为高电平或逻辑1)，在充电完成或充电终止时清零(例如设为低电平或逻辑0)。充电状态位也可以是充电状态寄存器：驱动板可能包含一个特定的寄存器，其中的某一位或多位用于表示充电状态。当驱动板充电时，对应的寄存器位会被设置为特定的值或状态。充电状态位也可以是充电状态变量：驱动板的软件控制逻辑中可能包含一个状态变量，用于记录充电状态。该变量的取值可以是特定的值或状态，以指示驱动板当前的充电状态。

具体的应用于上述的异常检测装置的异常检测方法包括：检测压缩机驱动器的状态位；判断所述状态位是否为设定值；若是，则判定所述机组出现异常。本实施例的作为状态位的压缩机复位状态的设定值为1，即压缩机驱动板2上电后，复位状态位会置1达5s的时间；作为状态位的压缩机充电状态的设定值为1，即压缩机驱动板2上电后，充电状态位会置1达10s的时间。

所述异常检测方法还包括：若所述状态位为设定值，则判断是否所述主控器向所述压缩机驱动器发送开启指令，若是，则判定所述机组出现异常，高压开关3断开一般是压缩机正在运行才会报出，控制模块负责发送启停指令以控制压缩机的运行状态。使得只有在所述主控器已经向所述压缩机驱动器发送了运行指令后简单的状态的位的值才能作为确定异常的标准，如此避免所述主控器未向所述压缩机驱动器发送运行指令情况下造成的误检。

所述异常检测方法还包括：若所述状态位为设定值且所述主控器向所述压缩机驱动器发送开启指令，则判断是否所述主控器与所述压缩机驱动器之间的通讯间断时长超过设定时长，若是，则判定所述机组出现异常。通信中断通常是指在通信过程中发生了连接丢失或通信信号中断的情况。当通信中断发生时，说明设备或系统存在故障或问题，当主控器与压缩机驱动器之间的通信中断时间超过正常值时，说明压缩机驱动器可能断电，如此提供了检测的准确性。

所述异常检测方法还包括：在上电时间超过设定延时时间时，再开始检测所述压缩机驱动器的状态位。主控板1上电后先延时，避免主控板1与驱动板同时上电带来的误检，排除同时上电的情况，由于主控板1上电后先延时后才判断，说明此时只有驱动板自己经历了断电上电，主控板1已至少上电了一定的时间，排除了用户统一切断电源重新上电的情况，就会较为准确的得到高压开关3断开，此时就可以停机并报出故障指导后期维护了。

具体的，例如，主控板1上电后先延时120s，避免主控板1与驱动板同时上电带来的误检，排除同时上电的情况之后，然后判断压缩机驱动板2发过来的压缩机复位状态是否置1(压缩机驱动板2程序刚上电会发5s)，充电状态是否置1(压缩机驱动板2程序刚上电会发10s，但充电电路异常等情况也会发出)，若此时主控板1给压缩机驱动板2发送的压缩机也是已开启的(高压开关3断开一般是压缩机正在运行才会报出)，则说明有很大可能驱动板刚刚经历过断电上电，若此时再判断驱动板和主控板1通讯间断时间超过10s，则可以肯定的说明驱动板刚刚断电超过10s且已重新上电，而由于第一步主控板1上电后先延时120s后才判断，说明此时只有驱动板自己经历了断电上电，主控板1已至少上电120s了，排除了用户统一切断电源重新上电的情况，就会较为准确的得到高压开关3断开，此时就可以停机并报出故障指导后期维护了。

更改主控板1处软件，增加检测逻辑，通过现有通讯协议，智能判断压缩机驱动板2是否经历过一次断电上电，来间接判断机组有高压保护，同时需要尽量避免其他的情况的误报故障发生。

通过软件间接检测，解决采用硬件高压开关3断压缩机电源的形式满足UL认证的机组高压保护不能报出的问题。不需要增加任何硬件电路，无需更改驱动板软件，只需要更改主控板1软件，在机组高压开关3断开又闭合时，通过充电状态、压缩机复位状态、压缩机状态及通讯间断时间综合判断报出高压保护故障，在不影响机组可靠性的前提下增加机组高压保护的故障报出，提高机组后期维护的便利性。

尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。说明书及附图中所示的装置及方法中的动作、步骤等执行顺序，只要没有特别明示顺序的限定，只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以任意顺序实现。为描述方便起见而使用的类似次序性的用语(例如，“首先”、“接着”、″其次″、″再次″、″然后″等)，并不意味着必须依照这样的顺序实施。

本领域的普通技术人员应理解，所有的定向参考(例如，上方、下方、向上、上、向下、下、顶部、底部、左、右、垂直、水平等)描述性地用于附图以有助于读者理解，且不表示(例如，对位置、方位或用途等)对由所附权利要求书限定的本发明的范围的限制，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

另外，一些模糊性的术语(例如，基本上、一定的、大体上等)可以是指条件、量、值或尺寸等的轻微不精确或轻微偏差，其中的一些在制造偏差或容限范围内。需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本文中所描述的具体实施例，仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例，做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (11)

1.异常检测装置，包括：压缩机驱动器、串联于所述压缩机驱动器与电源线之间的保护开关、与所述压缩机驱动器通讯连接的主控器，所述压缩机驱动器的状态位在所述保护开关断开又闭合时发生变化；其特征在于，所述主控板根据所述状态位分析机组是否出现异常。

2.根据权利要求1所述的异常检测装置，其特征在于，所述主控器具有向所述压缩机驱动器发送启停指令的控制模块，所述主控器根据所述状态位以及所述启停指令分析机组是否出现异常。

3.根据权利要求2所述的异常检测装置，其特征在于，所述主控器还具有用于检测所述压缩机驱动器与其通讯间断时长的计时模块，所述主控器根据所述状态位、所述启停指令以及所述通讯间断时长分析机组是否出现异常。

4.根据权利要求3所述的异常检测装置，其特征在于，所述主控器在所述状态位为设定值、且所述启停指令为开启指令、且所述通讯间断时长超过设定时长时判定机组出现异常。

5.根据权利要求1至4任一项所述的异常检测装置，其特征在于，所述状态位包含充电状态位及复位状态位。

6.异常检测方法，所述异常检测方法应用于权利要求1至5任一项所述的异常检测装置，其特征在于，所述异常检测方法包括：

检测压缩机驱动器的状态位；

判断所述状态位是否为设定值；

若是，则判定所述机组出现异常。

7.根据权利要求6所述的异常检测方法，其特征在于，所述异常检测方法还包括：

若所述状态位为设定值，则判断是否所述主控器向所述压缩机驱动器发送开启指令；

若是，则判定所述机组出现异常。

8.根据权利要求7所述的异常检测方法，其特征在于，所述异常检测方法还包括：

若所述状态位为设定值且所述主控器向所述压缩机驱动器发送开启指令，则判断是否所述主控器与所述压缩机驱动器之间的通讯间断时长超过设定时长；

若是，则判定所述机组出现异常。

9.根据权利要求6所述的异常检测方法，其特征在于，所述异常检测方法还包括：在上电时间超过设定延时时间时，再开始检测所述压缩机驱动器的状态位。

10.制冷系统，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的异常检测装置。

11.空气能热水机，其特征在于，所述空气能热水机采用权利要求10所述的制冷系统。