KR20230091143A - 냉매 누출 센서 측정치 조정 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20230091143A
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브라이언 알. 버틀러
데이비드 에이. 알파노
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에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드
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Abstract

냉매 측정치 조정 시스템은:
건물의 냉각 시스템 외부의 공기에 존재하는 냉매의 양을 측정하는 건물용 냉매 센서; 그리고, 조정 모듈을 포함하고, 상기 조정 모듈은, 조정된 양을 생성하기 위해 조정치에 의해 상기 측정된 냉매의 양을 조정하고; 그리고, 기온, 기압, 공기의 상대습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화 및 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부, 중 적어도 하나에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.

Description

냉매 누출 센서 측정치 조정 시스템 및 방법
본 개시는 냉매 누출 센서에 관련된 것으로서, 더 구체적으로는 냉매 누출 센서의 측정치를 제어하는 시스템 및 방법에 관련된 것이다.
관련 출원에 대한 상호 인용
본 출원은 2020년 10월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 17/077,479호를 우선권 주장하며 상기 출원의 전체 개시 내용은 본 명세서에 인용에 의해 포함된다.
여기에 제공된 배경기술 설명은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 현재 거명된 발명자들의 작업은 이 배경기술 섹션에 기술된 범위 내에서뿐만 아니라 출원 당시 선행 기술로 달리 자격이 없을 수 있는 설명의 측면은 명시적으로나 묵시적으로나 본 개시 내용의 선행 기술로 인정되지 않는다.
냉각 및 공기 공조 응용 분야는 사용되는 냉매의 지구 온난화 가능성을 줄이기 위해 증가한 규제 압력을 받고 있다. 지구 온난화 지수가 낮은 냉매를 사용하기 위해 냉매의 가연성이 증가할 수 있다.
지구 온난화 가능성이 작은 옵션으로 간주하는 몇 가지 냉매가 개발되었으며, 이들은 ASHRAE(미국공조냉각공학회, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 분류에서 약한 가연성을 의미하는 A2L로 분류된다. UL(Underwriters Laboratory) 60335-2-40 표준 및 이와 유사한 표준은 A2L 냉매에 대해 소정 (M1) 수준 (또는 약한 가연성) 을 지정하고 소정 수준 미만의 A2L 냉매 충전 수준에서는 누출 검출 및 완화가 필요하지 않음을 나타낸다.
일 특징에서, 본 발명의 냉매 측정치 조정 시스템은, 건물의 냉각 시스템 외부의 공기에 존재하는 냉매의 양을 측정하는 건물용 냉매 센서; 그리고, 조정 모듈을 포함하며, 상기 조정 모듈은, 조정된 양을 생성하기 위해 조정치에 의해 측정된 냉매의 양을 조정하고; 기온, 기압, 공기의 상대습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화 및 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 적어도 하나에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 누출 모듈은 상기 조정된 측정치에 의해 냉매 누출이 존재하는지 여부를 표시하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 기온에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 기온의 변화에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 기압에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 기압의 변화에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 상대 습도에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 상대 습도의 변화에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 작동 모드가 소정 기간 동안 난방 모드에 있을 때 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 건물 내부로부터의 냉매의 펌프아웃이 수행된 이후에 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 상기 작동 모드가 냉방 모드에서 난방 모드로 전이하고 건물 내로부터 냉매의 펌프아웃이 수행되었을 때 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 송풍기가 적어도 소정 기간 동안 온 상태에 있을 때 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은: 상기 조정된 측정치를 생성하기 위해 제2 조정치에 의해 냉매의 양을 조정하고; 그리고, 시간 경과에 따라 상기 냉매 센서에 의해 측정된 냉매의 양의 변화에 의해 상기 제2 조정치를 결정하도록; 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 (a) 측정된 냉매의 양에 상기 조정치를 더한 것과 (b) 측정된 냉매의 양에서 상기 조정치를 뺀 것; 중 하나에 의해 상기 조정된 양을 설정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 측정된 냉매의 양에 상기 조정치를 곱한 것에 의해 상기 조정된 양을 설정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 기온, 기압, 공기의 상대 습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화, 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 적어도 두 개에 의해 결정된 적어도 두 개의 조정치에 의해 냉매의 양을 조정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 기온, 기압, 공기의 상대 습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화, 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 각각에 의해 결정된 조정치들에 의해 냉매의 양을 조정하도록 구성된다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화에 의해 측정된 냉매의 양을 조정하도록 구성되고; 상기 냉매 측정치 조정 시스템은 상기 변화의 크기가 소정 값보다 클 때 냉매 센서가 유효 수명의 끝에 있음을 표시하도록 구성된 수명 종료 모듈을 더 포함한다.
추가 특징에서, 상기 조정 모듈은 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화에 의해 측정된 냉매의 양을 조정하도록 구성되고, 상기 냉매 측정치 조정 시스템은 상기 변화의 크기가 적어도 소정의 연속 사건들(consecutive instances)에서 증가할 때 상기 냉매 센서가 유효 수명의 끝에 있음을 표시하도록 구성된 수명 종료 모듈을 더 포함한다.
일 특징에 있어서, 냉매 측정치 조정 방법은: 건물용 냉매 센서가 건물의 냉각 시스템 외부의 공기에 존재하는 냉매의 양을 측정하는 단계; 조정된 양을 생성하기 위해 조정치에 의해 측정된 냉매의 양을 조정하는 단계; 기온, 기압, 공기의 상대습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서 측정치의 변화 및 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 적어도 하나에 의해 상기 조정치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시의 적용 가능성의 추가 영역은 상세한 설명, 특허청구범위 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 구체적인 예는 단지 예시를 위한 것이며 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
본 개시 내용은 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 예시적인 냉각 시스템의 기능적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 냉각 시스템의 예시적인 부분의 기능적인 블록이다.
도 3은 제어 모듈의 예시적인 구현에 대한 기능적인 블록도이다.
도 4는 예시적인 조정 모듈의 기능적인 블록도이다.
도 5는 냉매 누출 센서의 측정을 조정하고 누출 감지 및 개선을 수행하는 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 변동 조정치를 결정하고 수명 종료 조건을 진단하는 예시적인 방법을 묘사하는 흐름도이다.
도면에서 참조 번호는 유사 및/또는 동일한 요소를 식별하기 위해 재사용될 수 있다.
냉각 시스템에 사용되는 일부 냉매는 약한 가연성(mildly flammable)(예를 들어 A2L 냉매)으로 분류될 수 있다. 약한 가연성 냉매를 사용하는 냉각 시스템은 냉각 시스템이 운영되는 건물 내의 냉각 시스템 외부 공기에 존재하는 냉매의 양을 측정하도록 구성된 냉매 누출 센서(refrigerant leak sensor)를 포함할 수 있다. 이 냉매의 양은 냉각 시스템 밖으로 누출된 냉매의 양에 해당한다.
냉매 누출 센서의 측정(치)(measurement)는 냉매 누출 센서가 노후됨에 따라 시간 경과에 따라 자연스럽게 변할 수 있다. 예를 들어, 냉매 누출 센서의 측정치는 시간 경과에 따라 변동(drift)될 수 있습니다. 냉매 누출 센서의 측정치는 냉각 시스템의 작동 모드, 송풍기가 온 상태에 있는지(켜져 있는지) 여부 및/또는 상대 습도, 기온 또는 기압과 같은 하나 이상의 작동 조건으로 인해 변할 수도 있습니다.
본 개시는 상술한 관점에서 냉매 누출 센서의 측정치를 조정(adjust)하는 것을 포함한다. 이는 냉매 누출 센서의 측정치들의 정확성을 높이고 냉매 누출 센서의 수명을 증가시킨다.
도 1은 압축기(compressor)(102), 응축기(condenser)(104), 팽창 밸브(expansion valve)(106) 및 증발기(evaporator)(108)를 포함하는 예시적인 냉각 시스템(refrigeration system)(100)의 기능 블록도이다. 냉각 시스템(100)은 절환 밸브(reversing valve) 또는 필터 건조기(filter-drier)와 같은 추가 및/또는 대안 구성품(component)을 포함할 수 있다. 또한 본 개시 내용은 가열환기공조(HVAC: heating, ventilating, and air conditioning) 시스템, 히트 펌프(heat pump) 시스템, 냉각 시스템, 칠러(chiller) 시스템을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 유형의 냉각 시스템에 적용할 수 있다. 예를 들어, 냉각 시스템(100)은 히트 펌프 시스템에서 냉매 흐름의 방향을 절환하도록 구성되는 절환 밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
압축기(102)는 증기 형태의 냉매를 수용하고(receive) 상기 냉매를 압축한다. 압축기(102)는 증기 형태의 가압된 냉매를 응축기(104)에 제공한다. 압축기(102)는 펌프를 구동하는 전기 모터를 포함한다. 예를 들어, 압축기(102)의 펌프는 스크롤 압축기(scroll compressor) 및/또는 왕복 압축기(reciprocating compressor)를 포함할 수 있다.
가압된 냉매의 전부 또는 일부는 응축기(104) 내에서 액체 형태로 변환된다. 응축기(104)는 냉매로부터 열을 제거하며 그에 따라 냉매를 냉각시킨다. 냉매 증기가 포화 온도보다 낮은 온도로 냉각되면 냉매는 액체(또는 액화) 냉매로 변한다. 응축기(104)는 냉매로부터 열을 제거하는 속도 증가시키는 전기 팬(electrical fan)을 포함할 수 있다.
응축기(104)는 팽창 밸브(106)를 통해 냉매를 증발기(108)로 공급한다. 팽창 밸브(106)는 냉매가 증발기(108)로 공급되는 유량(flow rate)을 제어한다. 팽창 밸브(106)는 온도식 팽창 밸브(thermostatic expansion valve)를 포함할 수도 있고, 예를 들어, 제어 모듈(130)에 의해 전자적으로 제어될 수 있다. 팽창 밸브(106)에 의해 야기된 압력 강하는 액화 냉매의 일부가 다시 증기 형태로 변환되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 증발기(108)는 냉매 증기와 액화된 냉매의 혼합물을 수용할 수 있다.
증발기(108)에서 냉매는 열을 흡수한다. 액체 냉매는 냉매의 포화 온도보다 높은 온도로 따뜻해지면 증기 형태로 전이된다. 증발기(108)는 냉매로의 열 전달 속도를 증가시키는 전기 팬을 포함할 수 있다.
유틸리티(120)는 냉각 시스템(100)에 전원(power)을 제공한다. 예를 들어, 유틸리티(120)는 약 230볼트 실효값(VRMS: Root Mean Squared)의 단상 교류 전원(AC power)을 제공할 수 있다. 다른 구현에서, 유틸리티(120)는 예를 들어 50 또는 60Hz의 라인 주파수에서 대략 400VRMS, 480VRMS 또는 600VRMS의 3상 AC 전원을 제공할 수 있다. 3상 AC 전원이 공칭 600VRMS인 경우 실제 사용 가능한 전원 전압은 575VRMS일 수 있다.
유틸리티(120)는 2개 이상의 도체(conductor)를 포함하는 AC 라인을 통해 제어 모듈(130)에 AC 전원을 제공할 수 있다. AC 전원은 또한 AC 라인을 통해 드라이브(drive)(132)에 제공될 수 있다. 제어 모듈(130)은 냉각 시스템(100)을 제어한다. 예를 들어, 제어 모듈(130)은 사용자 입력 및/또는 다양한 센서(미도시)에 의해 측정된 파라미터를 기반으로 냉각 시스템(100)을 제어할 수 있다. 센서는 압력 센서, 온도 센서, 전류 센서, 전압 센서 등을 포함할 수 있다. 센서는 또한 직렬 데이터 버스 또는 다른 적합한 데이터 버스를 통해 모터 전류 또는 토크와 같은 드라이브 제어로부터의 피드백 정보를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(134)는 제어 모듈(130)에 사용자 입력을 제공한다. 사용자 인터페이스(134)는 추가로 또는 대안적으로 사용자 입력을 드라이브(132)에 직접 제공할 수 있다. 사용자 입력은 예를 들어 원하는 온도, 팬의 작동에 관한 요청(예를 들어 증발기 팬의 연속 작동 요청) 및/또는 기타 적절한 입력을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(134)는 서모스탯(thermostat)의 형태를 취할 수 있고, 제어 모듈의 일부 또는 모든 기능(예를 들어, 열원(heat source) 작동 포함)이 서모스탯에 통합될 수 있다.
제어 모듈(130)은 응축기(104)의 팬, 증발기(108)의 팬 및 팽창 밸브(106)의 작동을 제어할 수 있다. 제어 모듈(130)은 또한 절환 밸브의 작동을 제어할 수 있다.
드라이브(132)는 제어 모듈(130)로부터의 명령(command)을 기반으로 압축기(102)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(130)은 압축기(102)의 모터를 일정 속도로 작동시키거나 압축기(102)를 특정 용량으로 작동시키도록 드라이브(132)에 지시할 수 있다. 다양한 구현에서, 드라이브(132)는 또한 응축기 팬을 제어할 수 있다.
증발기(108)는 냉각 시스템이 운영되는 건물 내에 위치할 수 있다. 응축기(104)는 건물 외부에 위치할 수 있다. 히트 펌프 시스템에서 건물 내에서 가열 할 것인지 건물 내에서 냉각할 것인지에 따라 증발기(108)와 응축기(104)의 기능이 전환된다. 냉각이 수행될 때, 응축기(104) 및 증발기(108)는 전술한 바와 같이 수행한다. 가열이 수행될 때, 냉각수의 흐름이 역전되어 응축기(104)와 증발기(108)가 반대로 작동한다. 따라서 응축기(104) 및 증발기(108)는 보다 일반적으로 열교환기라고 지칭될 수 있다.
냉매 누출 센서(140)는 건물 내부에 배치되어 냉매 누출 센서에 존재하는 (냉각 시스템 외부) 공기 중의 냉매 양(예를 들어, 농도)을 측정한다. 냉매 누출 센서(140)는 예를 들어 증발기(108) 근처에, 예컨대 공기를 증발기(108)를 가로질러 그리고 덕트를 통해 건물 안으로 송풍하는 송풍기(blower)의 하류측에 위치될 수 있다. 냉매 누출 센서(140)는 또한 증발기(108)의 하류측에 위치될 수 있다.
냉매 누출 센서(140)는 측정된 냉매의 양을 기반으로 신호를 발생한다. 예를 들어, 냉매 누출 센서(140)는 제어 모듈(130)로 냉매의 양을 전달할 수 있다. 또는 냉매 누출 센서(140)는 냉매의 양이 소정 양(predetermined amount)을 초과하면 신호를 제1 상태로 설정하고 냉매의 양이 상기 소정 양보다 적을 때 신호를 제2 상태로 설정할 수 있다. 상기 소정 양은 예를 들어 냉매의 가연성 하한 수준(lower flammability level의 25% 또는 다른 적절한 값일 수 있다. 다양한 구현에서, 냉매는 하나 이상의 표준에 따라 약한 가연성인 것으로 분류된다. 예를 들어, 냉매는 위에서 논의된 바와 같이 A2L 냉매 또는 더 일반적으로는 약한 가연성으로 분류될 수 있다. 분류는 예를 들어 ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)의 표준, UL(Underwriters Laboratory) 60335-2-40 표준 또는 ASHRAE, UL, 또는 다른 규제 기관에 의한 다른 표준일 수 있다.
제어 모듈(130)은 냉매 누출 센서(140)로부터 출력을 수신하고 상기 출력에 의해 냉매 누출이 존재하는지를 결정한다. 예를 들어 제어 모듈(130)은 상기 출력이 제1 상태일 때 또는 상기 량이 소정 양보다 클때 냉매 누출이 존재하는 것으로 결정한다. 상기 량이 상기 소정 양보다 적거나 상시 출력이 제2 상태일 때 상기 제어 모듈(130)은 냉매 누출이 존재하지 않는 것으로 결정한다.
냉매 누출이 존재할 때(예를 들어, 상기 신호가 상기 량이 소정 값보다 크다는 것을 나타내거나 상기 신호가 상기 제1 상태에 일 때) 하나 이상의 개선 조치가 취해질 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(130)은 누출이 존재할 때 송풍기(증발기(108)를 가로질러 공기를 송풍함)를 온 상태로 할 수 있다. 송풍기를 온 상태로 하면 누출된 냉매가 분산될 수 있다. 추가로, 제어 모듈(130)은 압축기(102)를 오프 상태로 하고, 누출이 개선될 때까지(예를 들어 소정 기간 동안) 압축기(102)를 오프 상태로 유지할 수 있다. 추가로, 제어 모듈(130)은 건물 내의 하나 이상의 점화 장치에 의한 점화를 방지하기 위해 잠금 장치(lockout device)를 작동시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 모듈(130)은 하나 이상의 차단 밸브(isolation valve)를 폐쇄하여 냉매를 건물 외부에 격리할 수 있다. 다양한 구현에서, 제1 차단 밸브는 응축기(104)와 팽창 밸브(106) 사이에 직접 구현될 수 있다. 제어 모듈(130)은 누출이 감지되면 제1 차단 밸브를 폐쇄할 수 있다. 제2 차단 밸브는 증발기(108)와 압축기(102) 사이에 직접 구현될 수 있다. 제어 모듈(130)은 압축기(102)가 온 상태인 동안 제2 차단 밸브를 개방 상태로 유지할 수 있고 건물 내부로부터 밖으로 냉매를 펌핑하기 위해 제1 차단 밸브는 폐쇄된다. 제어 모듈(130)은 제1 차단 밸브가 폐쇄된 상태에서 소정 기간 동안 압축기(102)의 가동 후 제2 차단 밸브를 폐쇄할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제어 모듈(130)은 누출이 존재할 때 하나 이상의 표시기(indicator)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(130)은 표시기를 하나 이상의 외부 장치로 전송하고, 하나 이상의 시각적 표시기를 생성(예를 들어 하나 이상의 조명을 켜거나(온 상태로 하거나), 하나 이상의 디스플레이에 정보를 표시하는 등) 및/또는 하나 이상의 스피커를 통하는 것과 같이 하나 이상의 가청 표시기를 생성할 수 있다.
냉매 누출 센서(140)는 예를 들어, 비분산 적외선방식(NDIR: non dispersive infrared) 냉매 센서, 열전도성 냉매 센서, 수정 미량저울(QCM: quartz crystal microbalance) 센서 또는 다른 적합한 유형의 냉매 누출 센서일 수 있다. NDIR 센서에는 튜브를 통해 빛을 전달하는 적외선(IR) 램프가 포함되어 있다. 팬 또는 송풍기는 튜브를 통해 가스(예를 들어 공기, 누출이 있는 경우 냉매)를 밀어내거나 끌어당길 수 있다. 광학 센서는 IR 램프에서 튜브를 통해 빛을 받고 빛의 하나 이상의 특성을 기반으로 가스 중의 냉매 양을 측정한다. 열전도성 센서에는 전도판들이 포함되어 있으며 이 전도판들 사이에서 가스가 송풍기 또는 팬에 의해 밀어내지거나 끌어당겨 질 수 있다. 송풍기 또는 팬은 다양한 구현에서 생략될 수 있다. 냉매의 양에 따라 열전도율이 다르다. 열전도도 센서에는 두 개의 온도 센서(예를 들어 가열 요소의 앞과 뒤에 하나씩)가 포함된다. 열전도도 센서는 두 센서의 측정치 사이의 온도 차이를 결정한다. 가열 요소에서 알려진 가열 입력이 주어지면 열전도도 센서는 온도 차이를 기반으로 냉매의 양을 결정한다. 냉매의 양이 다르면 밀도가 다르므로 다른 진동이 발생할 수 있다. QCM 센서는 진동을 기반으로 가스의 냉매의 양을 측정한다. 냉매 누출 센서(140)의 다른 예는 금속 산화물 냉매 센서, 음향 냉매 센서, 석영 공명(예를 들어, QCM) 냉매 센서 및 탄소 나노튜브 냉매 센서를 포함한다. 금속 산화물 냉매 센서는 핫플레이트에 의해 가열된 표면 산화제의 저항을 측정한다. 냉매가 존재하면 산화층의 저항이 감소할 수 있다. 냉매가 소산함에 따라 산화층의 저항이 증가할 수 있다. 금속 산화물 냉매 센서는 저항을 기반으로 냉매의 양을 결정할 수 있다.
냉매 누출 센서(140)에서 측정되는 냉매의 량은 시간 경과에 따라 실제 냉매의 량에서 벗어날 수 있다. 예를 들어, 측정된 냉매의 양은 시간 경과에 따라 변동할 수 있다. 하나 이상의 분위기 조건(ambient condition)(예를 들어, 온도, 압력, 습도)은 냉매 누출 센서(140)에 의해 측정된 냉매의 양을 부정확하게 만들 수 있다. 송풍기가 온 상태에 있는 것도 측정된 냉매의 양을 부정확하게 할 수 있다. 하나 이상의 분위기 조건(예를 들어, 온도, 압력, 습도)의 변화에 대한 냉매 누출 센서(140)의 응답은 또한 시간 경과에 따라 느려지거나 빨라질 수 있다.
본 출원은 이를 고려하여 냉매 누출 센서(140)에서 측정되는 냉매의 량을 조정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 변동에 대한 조정(adjustment)이 결정되고 측정된 냉매의 양을 조정하는 데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 분위기 조건에 의해 하나 이상의 조정(치)(adjustment)가 결정될 수 있고 측정된 냉매의 양을 조정하는 데 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 분위기 조건의 변화가 발생하는 시기에 대한 조정이 결정되고 측정된 냉매의 양을 조정하는 데 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 송풍기가 온 상태에 있을 때 조정(치)가 결정되고 측정된 냉매의 양을 조정하는 데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가열 및 냉방 모드 작동 동안의 측정치들 사이의 차이에 의해 조정(치)가 결정될 수 있고 측정된 냉매의 양을 조정하기 위해 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 냉각 시스템의 예시적인 부분의 기능 블록도이다. 온 상태일 때, 송풍기(204)는 하나 이상의 환기(return air) 덕트를 통해 건물 내 공기를 흡인한다. 송풍기(204)는 공기가 증발기(108)를 통과하도록 강제한다. 공기가 증발기(108)를 통과할 때, 증발기(108)는 공기로 또는 공기로부터 열을 전달한다. 가열되거나 냉각된 공기는 증발기(108)로부터 하나 이상의 급기(air supply) 덕트를 통해 건물 내로 흐른다.
냉매 누출 센서(140) 외에 하나 이상의 센서가 구현될 수 있다. 예를 들어, 모터 전류 센서(208)는 송풍기(204), 보다 구체적으로는 송풍기(204)의 전기 모터로 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 전류가 소정 전류보다 큰 경우, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다).
추가적으로 또는 대안적으로, 전압 센서는 송풍기(204)의 전기 모터에 인가되는 전압을 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 전압이 소정 전압 보다 큰 경우, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다).
추가적으로 또는 대안적으로, 전원 센서는 송풍기(204)의 전기 모터의 전력 소비를 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 전력 소비가 소정 전력보다 큰 경우 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다).
추가적으로 또는 대안적으로, 속도 센서(212)는 송풍기(204)의 전기 모터의 회전 속도를 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 속도가 소정 속도보다 큰 경우, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다).
추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 센서가 증발기(108)의 하류측에 구현될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(216)는 증발기(108)의 하류측에서(예를 들어, 급기 덕트에서) 공기의 압력을 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 압력이 소정 압력(예를 들어, 기압(barometric pressure))보다 큰 경우, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다). 압력은 송풍기(204)가 오프 상태일 때 기압에 접근할 수 있다. 압력은 송풍기(204)가 온 상태 일 때 기압에 비해 증가할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 온도 센서(220)는 증발기(108)의 하류측(예를 들어, 급기 덕트에서)의 기온를 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 가열 중에 온도가 소정 온도(예를 들어 서모스탯의 설정온도)보다 높거나, 가열 중에 소정 온도 미만이면, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다). 온도 센서(220)가 측정한 온도는 송풍기(204)가 오프 상태에 있을 때 분위기 온도(ambient temperature)일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 상대 습도 센서(224)는 증발기(108)의 하류측(예를 들어, 급기 덕트에) 공기의 상대 습도(RH)를 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 상대 습도가 소정 상대습도보다 크거나 작은 경우, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다). 난방 모드와 냉방 모드에 대해 서로 다른 소정 상대 습도가 사용될 수 있다. 상대 습도 센서(224)가 측정한 상대 습도는 송풍기가 오프 상태에 있는 중에 분위기 상대 습도(ambient relative humidity)일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 공기 유량(예를 들어, MAF(mass air flowrate)) 센서(228)는 증발기(108)의 하류측(예를 들어, 급기 덕트에서) 공기의 유량(예를 들어, 질량 유량)을 측정할 수 있다. 제어 모듈(130)은 공기 유량이 소정 공기 유량보다 클 경우, 송풍기(204)가 온 상태인 것으로 결정할 수 있다(그리고 냉매 누출 센서(140)를 오프 상태로 할 수 있다).
센서들의 예시적인 위치가 도 1에 제공되어 있지만, 센서들은 다른 적절한 위치에 있을 수 있다. 추가적으로, 도 2의 센서들 중 하나 이상은 생략 또는 중복될 수 있다.
도 3은 제어 모듈(130)의 예시적인 구현의 기능 블록도이다. 압축기 제어 모듈(304)은 압축기(102)의 작동을 제어한다. 예를 들어, 압축기 제어 모듈(304)은 서모스탯(308)으로부터의 명령 수신(예를 들어 냉방 모드 명령)에 응답하여 압축기(102)를 온 상태로 할 수 있다. 서모스탯(308)은 예를 들어 건물 내의 기온가 설정점 온도보다 높거나(냉각의 예에서) 설정점 온도보다 낮을 때(가열의 예에서) 명령을 생성할 수 있다. 압축기 제어 모듈(304)은 압축기(102)가 온 상태일 때 압축기(102)의 속도 및/또는 용량을 변경할 수 있다. 압축기 제어 모듈(304)은 서모스탯(308)이 명령 생성을 중지할 때 압축기(102)를 오프 상태로 할 수 있다.
팬 제어 모듈(312)은 응축기 팬(316)의 작동을 제어한다. 응축기 팬(316)은 응축기 팬(316)이 온 상태일 때 응축기(104)를 통과하는 기류를 증가시킨다. 예를 들어, 팬 제어 모듈(312)은 서모스탯(308)으로부터의 명령 수신에 응답하여 응축기 팬(316)을 온 상태로 할 수 있다. 팬 제어 모듈(312)은 서모스탯(308)이 명령 생성을 중지하면 응축기 팬(316)을 오프 상태로 할 수 있다. 다양한 구현예에서, 팬 제어 모듈(312)은 압축기(102)가 온 상태로 되기 전에 응축기 팬(316)을 온 상태로 하고, 압축기(102)가 오프 상태가 된 후에 일정 기간 동안 응축기 팬(316)을 온 상태로 유지할 수 있다.
송풍기 제어 모듈(320)은 송풍기(204)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 송풍기 제어 모듈(320)은 서모스탯(308)으로부터의 명령 수신에 응답하여 송풍기(204)를 온 상태로 할 수 있다. 송풍기 제어 모듈(320)은 또한 서모스탯(308)으로부터 가열 명령의 수신에 응답하여 송풍기(204)를 온 상태로 할 수 있다. 송풍기 제어 모듈(320)은 또한 서모스탯(308)으로부터 송풍기(204)를 온 상태로 하라는 명령(Fan On 온 명령)의 수신에 응답하여 송풍기(204)를 온 상태로 할 수 있다. 송풍기 제어 모듈(320)은 서모스탯(308)이 상기 명령들 중 어느 것도 생성하지 않을 때, 송풍기(204)를 오프 상태로 할 수 있다. 다양한 구현예에서, 송풍기 제어 모듈(320)은 압축기(102)가 온 상태가 되기 전에 송풍기(204)를 온 상태로 하고, 압축기(102)가 오프 상태가 된 후에 소정 기간 동안 송풍기(204)를 온 상태로 유지할 수 있다.
여기에서 논의된 제어 모듈들은 장치에 전원을 공급함으로써 장치를 온 상태로 한다. 제어 모듈들은 장치에 전원을 차단하여 장치를 오프 상태로 한다.
송풍기 제어 모듈(320)은 또한 냉매 누출 센서(140)를 사용하여 냉매 누출이 검출되면 송풍기(204)를 온 상태로 할 수 있다. 예를 들어 누출 모듈(324)은, 냉매 누출 센서(140)에 의해 냉각 시스템의 외부에서 측정된 냉매의 양이 소정 양보다 클 경우, 냉각 시스템에 냉매 누출이 존재한다고 결정할 수 있다. 누출 모듈(324)은 상기 냉매의 양이 상기 소정 양 보다 적을 경우, 냉매 누출이 존재하지 않는다고 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 냉각 시스템에 냉매 누출이 존재할 때 하나 이상의 다른 개선 조치가 취해질 수 있다. 예를 들어, 압축기 제어 모듈(304)은 냉매 누출이 있는 경우 압축기(102)를 오프 상태로 하고 압축기(102)를 소정 기간 동안 오프 상태로 유지할 수 있다. 하나 이상의 차단 밸브가 또한 건물 내부에서 밖으로 냉매를 내보내고(펌프아웃) 냉매를 건물 밖에 가두기 위해(trap) 페쇄될 수 있다.
전술한 바와 같이, 냉매 누출 센서(140)에 의해 측정된 냉매의 양은 냉매 누출 센서(140)에 존재하는 실제 냉매의 양과 다를 수 있다. 조정 모듈(adjustment module)(328)은 누출 모듈(324)에 의해 (조정된) 냉매의 양이 사용되기 전에, 냉매 누출 센서가 측정한 냉매의 양을 조정한다. 조정 모듈(328)은 온도 센서(220), 상대 습도 센서(224), 압력 센서(216) 및/또는 하나 이상의 다른 유형의 센서와 같은 하나 이상의 다른 센서(332)로부터의 측정치에 의해 하나 이상의 조정치를 결정할 수 있다. 조정 모듈(328)이 제어 모듈(130) 내에서 구현되는 것으로 예시되지만, 조정 모듈(328)은 냉매 누출 센서(140) 내에서 구현될 수 있거나 조정 모듈(328)의 기능의 일부가 냉매 누출 센서(140) 내에서 구현될 수 있고 조정 모듈(328)의 기능의 일부(예를 들어, 나머지 기능)는 제어 모듈(130) 내에서 구현될 수 있다.
도 4는 조정 모듈(328)의 예시적인 구현의 기능 블록도이다. 제1 조정 모듈(404)은 냉매 누출 센서(140)의 측정치를 수신한다. 측정치는 냉매 누출 센서(140)에 의해 측정된 냉매의 양을 포함한다.
제1 조정 모듈(404)은 변동 조정치(drift adjustment)에 의해 측정치를 조정하여 제1 조정된 측정치를 생성한다. 예를 들어, 제1 조정 모듈(404)은 변동 조정치와 측정치의 합(더하기) 또는 변동 조정치 측정치의 곱(곱하기)에 의해 또는 그 결과와 동일하하게 상기 제1 조정된 측정치를 설정할 수 있다.
변동 모듈(408)은 2개의 상이한 시간에 취해진 2개의 측정치 사이의 차이에 의해 변동 조정치를 결정한다. 예를 들어, 변동 모듈(408)은 제1 시간으로부터의 제1 측정치에서 제2 시간으로부터의 제2 측정치를 감산한 결과에 의해 변동 조정치를 설정할 수 있다. 제1 측정치는 예를 들어 냉매 누출 센서(140)에 저장될 수 있고, 제1 조정 모듈(404)이 냉매 누출 센서(140)로부터 수신한 제1 측정치, (현재 시간에 대한) 이전 시간으로부터의 측정치, 또는 다른 적절한 측정치일 수 있다. 제2 측정치는 제1 측정치, 현재 측정치, 또는 다른 적절한 측정치 후에 수신된 측정일 수 있다.
제2 조정 모듈(412)은 제1 조정된 측정치(제1 조정이 된 측정된 냉매의 양)를 수신한다. 제2 조정 모듈(412)은 제2 조정된 측정치를 생성하기 위해 분위기 조정치에 의해 제1 조정된 측정치를 조정한다. 예를 들어, 제2 조정 모듈(412)은 분위기 조정치와 제1 조정된 측정의 합(더하기) 또는 분위기 조정치와 제1 조정된 측정의 곱(곱하기)에 의해 또는 그 결과와 동일하게 제2 조정된 측정치를 설정할 수 있다.
분위기 모듈(416)은 분위기 온도, 분위기 압력 또는 분위기 상대 습도와 같은 분위기 파라미터에 의해 분위기 조정치를 결정한다. 분위기 온도는 송풍기(204)가 오프 상태인(꺼져 있는) 동안 온도 센서(220)에 의해 측정될 수 있다. 분위기 압력은 송풍기(204)가 오프 상태인(꺼져 있는) 동안 압력 센서(216)에 의해 측정될 수 있다. 분위기 상대 습도는 송풍기(204)가 오프 상태인 동안 상대 습도 센서(224)에 의해 측정될 수 있다. 분위기 모듈(416)은 예를 들어 룩업 테이블(lookup table) 및 분위기 파라미터의 값들을 분위기 조정치에 연계시키는 방정식 중 하나를 사용하여 분위기 조정치를 결정할 수 있다.
다양한 구현에서, 분위기 모듈(416)은 분위기 온도에 근거한 제1 분위기 조정치, 분위기 압력에 근거한 제2 분위기 조정치, 및 분위기 상대 습도에 근거한 제3 분위기 조정치와 같은 다수의 분위기 조정치를 결정할 수 있다. 이러한 구현에서, 제2 조정 모듈(412)은 각각을 더하거나 곱하는 것과 같이 각각의 분위기 조정치에 의해 제1 조정된 측정치를 조정할 수 있다.
분위기 모듈(416)은 또한 송풍기 전력 상태 및 모드(예를 들어, 가열, 냉각, 오프 상태)를 신호하는 입력을 포함할 수 있다. 이는 분위기 모듈(416)이 분위기 조건에서 어떤 변화가 보일지 예상/예측할 수 있게 한다. 예를 들어, 서모스탯이 냉방 모드에 있고 송풍기가 온 상태인 경우, 분위기 모듈(416)은 온도 감소, 습도 증가 및 기압 증가를 예상할 수 있다. 이러한 예상되는 변화가 센서들 중 하나를 제외한 모든 센서에 반영되면 해당 센서가 제대로 작동하지 않거나 수명이 다했다는 신호일 수 있다.
제3 조정 모듈(420)은 제2 조정된 측정치(제2 조정이 된 측정된 냉매의 양)을 수신한다. 제3 조정 모듈(420)은 변화 조정치(change adjustment)에 의해 제2 조정된 측정치를 조정하여 제3 조정된 측정치를 생성한다. 예를 들어, 제3 조정 모듈(420)은 변화 조정치와 제2 조정된 측정치의 합(더하기) 또는 변화 조정치와 제2 조정된 측정치의 곱(곱하기)에 의해 또는 그 결과와 동일하게 제3 조정된 측정치를 설정할 수 있다.
변화 모듈(424)은 온도, 압력 또는 상대 습도와 같은 파라미터의 변화에 응답하여 발생한 측정치의 변화를 기반으로 변화 조정치를 결정한다. 온도는 온도 센서(220)에 의해 측정될 수 있다. 압력은 압력 센서(216)에 의해 측정될 수 있다. 상대 습도는 상대 습도 센서(224)에 의해 측정될 수 있다. 변화 모듈(424)은 예를 들어 방정식 및 파라미터의 측정치 변화를 변화 조정치와 연계시키는 룩업 테이블 중 하나를 사용하여 변화 조정치를 결정할 수 있다
다양한 구현에서, 변화 모듈(424)은 온도 변화에 근거한 제1 변화 조정치, 압력 변화에 근거한 제2 변화 조정치 및 상대 습도 변화에 근거한 제3 변화 조정치와 같은 다중 변화 조정치를 결정할 수 있다. 이러한 구현에서, 제3 조정 모듈(420)은 각각을 더하거나 곱하는 것과 같이 변화 조정치들 각각에 의해 제2 조정 측정치를 조정할 수 있다.
다양한 구현에서, 변화 모듈(424)은 조정 모듈(328)에 의한 최종 조정된 측정치 출력에 의해 변화 조정치(들)을 결정할 수 있다. 이러한 변화 모듈(424)은 변화 조정치(들)을 결정하기 위해 각 조정을 비활성화할 수 있다.
제4 조정 모듈(428)은 제3 조정된 측정치(제3 조정이 된 냉매의 량)를 수신한다. 제4 조정 모듈(428)은 송풍기 조정치에 의해 제3 조정된 측정치를 조정하여 제4 조정된 측정치를 생성한다. 예를 들어, 제4 조정 모듈(428)은 (예를 들어, 송풍기 조정치가 음의 값인 예에서) 송풍기 조정치 및 제3 조정된 측정치의 합(더하기)에 근거하거나, (예를 들어, 송풍기 조정치가 양의 값인 예에서) 송풍기 조정치와 제3 조정된 측정치의 곱(곱셈)에 근거하거나, (예를 들어, 송풍기 조정치가 양의 값인 예에서) 제3 조정된 측정치와 송풍기 조정치 간의 차이(빼기)에 의해, 제4 조정된 측정치를 설정할 수 있다.
송풍기 조정 모듈(432)은 송풍기(204)가 온 상태인지 여부에 따라 송풍기 조정치를 결정한다. 송풍기(204)가 적어도 소정 기간 동안 켜져 있을 때, 냉매 누출이 완화되어야 하므로 냉매 누출 센서(140)로부터의 측정치들은 0이 되어야 한다. 그러나 측정치들은 냉매 누출 센서(140)가 노후됨에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 일부 구현에서는 측정치가 음수가 될 수 있다. 따라서 송풍기 조정 모듈(432)은, (측정치가 0이 되도록) 송풍기(204)가 적어도 소정 기간 동안 온 상태인 후에 온 상태에서 오프 상태로 천이할 때 냉매 누출 센서(140)로부터의 측정치(양의 값)에 근거하거나 그 측정치와 동일하게 송풍기 조정치를 설정할 수 있다. 송풍기 조정 모듈(432)은 음의 값을 생성하기 위해 송풍기 조정치를 음으로(예를 들어, -측정치) 할 수 있다.
제5 조정 모듈(436)은 제4 조정된 측정치(제4 조정이 된 냉매의 량)을 수신한다. 제5 조정 모듈(436)은 (최종) 조정된 측정치를 생성하기 위해 모드 조정치에 의해 제4 조정된 측정치를 조정한다. 예를 들어, 제5 조정 모듈(436)은 (예를 들어, 모드 조정치가 음의 값인 예에서) 모드 조정치 및 제4 조정된 측정치의 합(더하기)에 근거하거나, (예를 들어, 모드 조정치가 양의 값인 예에서) 모드 조정치와 제4 조정된 측정치의 곱(곱셈)에 근거하거나, (예를 들어, 모드 조정치가 양의 값인 예에서) 제4 조정된 측정치와 모드 조정치 간의 차이(빼기)에 의해, 제5 조정된 측정치를 설정할 수 있다. 누출 모듈(324)은 조정 모듈(328)에 의해 조정된 측정치 출력에 따라 전술한 바와 같이 냉매 누출이 존재하는지 여부를 결정한다.
모드 모듈(438)은 냉각 시스템의 현재 작동 모드에 의해 모드 조정치를 결정한다. 서모스탯(308)은 작동 모드를 난방 모드, 냉방 모드 또는 오프 상태 중 하나로 설정한다. 냉각 시스템이 오프 상태에 있거나 난방 모드로 전환될 때 냉각 시스템의 실내 섹션 밖으로 냉매를 펌핑하기 위해 펌프아웃(pumpout)을 수행할 수 있다. 따라서, 냉매 누출이 있더라도 냉매 누출 센서(140)의 측정치는 0이 되어야 한다. 따라서 모드 모듈(438)은, 모드가 난방 모드로 전환될 때 또는 펌프아웃이 수행되었을 때 냉매 누출 센서(140)의 측정치에 기초하거나 그와 동일하게 모드 조정치를 설정할 수 있다. 모드 모듈(438)은 모드 조정치를 음으로(예를 들어, -측정치)로 만들어 음의 값을 또는 측정치가 음으로 변동한 경우 양의 값을 생성할 수 있다.
조정을 적용하는 예시적인 순서가 도 4에 제공되어 있다. 이 같은 조정은 다른 순서로 이루어질 수 있다. 또한 위에서 설명한 조정 중 하나 이상이 생략될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 수명 종료 모듈(440)은 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있는지 또는 그에 근접했는지를 나타낼 수 있다. 냉매 누출 센서(140)의 측정치는 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝 있거나 그에 근접했을 때 소정 값보다 작은 정확도를 가질 수 있다. 냉매 누출 센서(140)는 유효 수명이 종료했거나 종료에 근접했을 때 교체되어야 한다.
수명 종료 모듈(440)은, 상대 습도의 변화에 응답하여 측정치의 변화가 상대 습도의 변화와 연계된 소정 예상 값 경계(value bounds)보다 크거나 작은 경우 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있는지 또는 그 근처에 있는지를 결정할 수 있다. 위의 변화 조정(치)는 냉매 누출 센서(140)의 유효 수명을 증가시키는 데 도움이 될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 수명 종료 모듈(440)은 온도의 변화에 응답하여 측정치의 변화가 온도의 변화와 연계된 소정 예상 값 경계(value bounds)보다 크거나 작은 경우 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있는지 또는 그 근처에 있는지를 결정할 수 있다. 수명 종료 모듈(440)은 압력의 변화에 응답하여 측정치의 변화가 압력의 변화와 연계된 소정 예상 값보다 크거나 작은 경우 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있는지 또는 그 근처에 있는지를 결정할 수 있다. 수명 종료 모듈(440)은 (제1 측정치와 제2 측정치간의 차이에 의해 결정된) 모드 조정치가 소정 값보다 크거나 작은 경우 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있는지 또는 그 근처에 있는지를 결정할 수 있다.
수명 종료 모듈(440)은 추가로 또는 대안적으로 하나 이상의 조정치(예를 들어, 송풍기 조정치, 변동 조정치, 모드 조정치 등)이 소정 값보다 크거나 작은 경우, 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있는지 또는 그 근처에 있는지를 결정할 수 있다.
수명 종료 모듈(440)은 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝 또는 그 근처에 있을 때 하나 이상의 개선 조치를 취할 수 있다. 예를 들어, 수명 종료 모듈(440)은 매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝 또는 그 근처에 있을 때 빛을 비추거나, 소정 코드를 메모리에 저장하거나, 네트워크를 통해 하나 이상의 컴퓨팅 장치에 메시지를 전송하거나, 하나 이상의 다른 개선 조치를 수행할 수 있다.
도 5는 냉매 누출 센서(140)의 측정치를 조정하고 누출 감지 및 개선을 수행하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다. 제어는 504에서 시작하여 조정 모듈(328)이 냉매 누출 센서(140)로부터 측정치를 수신한다. 조정 모듈(328)은 또한 전술한 바와 같이 조정치들(adjustments)을 얻거나 결정한다.
508에서, 제1 조정 모듈(404)은 (504로부터의) 측정치 및 변동 조정치에 의해 제1 조정된 측정치를 결정할 수 있다. 512에서 제2 조정 모듈(412)은 제1 조정된 측정치 및 분위기 조정치(들)에 의해 제2 조정된 측정치를 결정한다. 516에서, 제3 조정 모듈(420)은 제2 조정된 측정치 및 변화 조정치(들)에 의해 제3 조정된 측정을 결정한다. 520에서, 제4 조정 모듈은 제3 조정된 측정치 및 송풍기 조정치에 의해 제4 조정된 측정치를 결정한다. 524에서, 제5 조정 모듈(436)은 제4 조정된 측정치 및 모드 조정치에 의해 조정된 측정치를 결정한다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 조정들이 생략될 수 있고, 조정 순서가 다르게 사용될 수 있다.
528에서, 누출 모듈(324)은 조정된 측정치가 소정 냉매의 량보다 큰지 여부를 결정한다. 528이 거짓이면, 누출 모듈(324)은 532에서 냉매 누출이 존재하지 않는다는 것을 나타내고 제어는 다음 측정치 조정을 위해 504로 되돌아간다. 528이 참이면 제어는 536으로 계속된다.
536에서, 누출 모듈(324)은 냉매 누출이 존재함을 나타낸다. 540에서, 냉매 누출의 존재 진단에 응답하여 하나 이상의 개선 조치가 수행된다. 예를 들어, 송풍기 제어 모듈(320)은 소정 시간 동안 송풍기(204)를 온 상태로 하여 누출된 냉매를 소산시킬 수 있다. 압축기 제어 모듈(304)은 또한 소정 기간 동안 압축기(102)를 오프 상태로 할 수 있다. 압축기를 오프 상태로 하기 전에, 압축기 제어 모듈(304)은 건물 내부로부터 냉매를 펌핑하기 위해 압축기(102)를 온 상태로 둘 수 있다. 건물 외부에 냉매를 가두기 위해 하나 이상의 밸브가 작동될 수 있다.
도 6은 변동 조정치를 결정하고 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝이나 그 근처에 있는지를 결정하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다. 제어는 601에서 시작하며 조정 모듈(328)은 냉매 누출 센서(140)가 유효 수명의 끝에 있거나 그 근처에 있다는 표시가 생성되었는지 여부를 결정한다. 601이 참이면 제어는 602로 이동한다. 601이 거짓이면 제어는 604로 계속된다. 602에서, 조정 모듈(328)은 표시가 생성된 이후 소정 기간이 경과했는지 여부를 결정한다. 602가 거짓이면, 누출의 완화가 603에서 수행된다. 예를 들어, 송풍기 제어 모듈(320)은 송풍기(204)를 온 상태로 할 수 있다. 또한, 제어 모듈(130)은 건물 내에서 점화를 방지하기 위해 하나 이상의 잠금 장치(lockout device)를 잠글 수 있다. 602가 거짓이면, 제어는 601로 돌아갈 수 있다. 소정 기간은 예를 들어 24시간(1일) 또는 다른 적합한 기간일 수 있다.
604에서, 조정 모듈(328)은 건물의 난방 또는 냉방이 수행되도록 냉각 시스템이 온 상태인지를 결정한다. 604가 참이면 제어는 608로 계속된다. 604가 거짓이면 조정 모듈(328)은 변동 조정치를 그대로 두고 601로 돌아갈 수 있다.
608에서, 조정 모듈(328)은 냉각 시스템의 현재 작동 모드를 결정한다. 냉각 시스템이 난방 모드에서 작동 중인 제어는 경우 616으로 계속된다. 냉각 시스템이 냉방 모드에서 작동 중인 경우 제어가 612로 계속된다.
612에서, 조정 모듈(328)은 냉각 시스템이 약 5분 또는 0보다 큰 다른 적절한 기간과 같은 적어도 소정 기간 동안 냉방 모드에서 작동했는지 여부를 결정한다. 612가 참이면 제어는 618로 계속된다. 612가 거짓이면 제어는 601로 복귀하고 조정 모듈(328)은 변동 조정치를 변경하지 않고 그대로 둔다. 616에서, 조정 모듈(328)은 냉각 시스템이 약 5분 또는 0보다 큰 다른 적합한 기간과 같은 적어도 소정 기간 동안 난방 모드에서 작동했는지 여부를 결정한다. 616이 참이면 제어는 620으로 계속된다. 616이 거짓이면 제어는 601로 돌아가고 조정 모듈(328)은 변동 조정치를 변경하지 않고 그대로 둔다.
618에서, 변동 모듈(408)은 냉매 누출 센서(140)의 현재 측정 또는 마지막 X 측정치의 평균(예를 들어, 표준 평균, 이동 평균 또는 가중 이동 평균)과 같은 기준선 측정치(baseline measurement)를 결정한다. X는 예를 들어 마지막 10번의 측정치 또는 다른 적절한 회수의 측정치 또는 마지막 X 단위의 시간(초, 분 등)에 걸쳐 획득한 냉매 누출 센서(140)의 모든 측정치일 수 있다. 마지막은 현재 시간에 상대적인 시간적 의미를 나타낼 수 있다.
620에서, 변동 모듈(408)은 냉매 누출 센서(140)의 현재 측정치 또는 마지막 X 측정치의 평균(예를 들어, 표준 평균, 이동 평균 또는 가중 이동 평균)과 같은 기준선 클린 측정치(basement clean measurement)를 결정한다. X는 예를 들어 마지막 10번의 측정치 또는 다른 적절한 회수의 측정치 또는 마지막 X 단위의 시간(초, 분 등)에 걸쳐 획득한 냉매 누출 센서(140)의 모든 측정치일 수 있다. 마지막은 현재 시간에 상대적인 시간적 의미를 나타낼 수 있다. 제어는 618 및 620 이후 624로 계속된다.
624에서, 변동 모듈(408)은 (620으로부터의) 기준선 클린 측정치 및 (618로부터의)기준선 측정치(618로부터)에 의해 변동 조정을 결정한다. 초기 측정치는 메모리에 저장될 수 있다. 변동 모듈(408)은 기준선 측정치에서 기준선 클린 측정치를 뺀 것과 같은 기준선 측정치와 기준선 클린 측정치 사이의 차이에 의해 변동 조정을 설정할 수 있다.
628에서, 수명 종료 모듈(440)은 변동 조정치(예를 들어, 크기)가 소정 값보다 큰지 여부를 결정할 수 있다. 628이 참인 경우, 수명 종료 모듈(440)은 냉매 누출 센서가 유효 수명의 끝단에 또는 그 부근에 있음을 표시하고 632에서 하나 이상의 개선 조치를 취할 수 있다. 632에서 수명 종료 모듈(440)은 또한 기간(602에서 비교)을 재설정할 수 있다. 628이 거짓인 경우, 제어는 636으로 이동할 수 있다. 636에서, 수명 종료 모듈(440)은 변동 조정치(예를 들어, 크기)가 초기 변동 조정치에 비해 소정량 이상 증가했는지 또는 마지막 Y번의 업데이트(624) 각각 동안 증가했는지를 결정할 수 있다. Y는 2보다 크거나 같은 정수이다. 636이 참이면, 수명 종료 모듈(440)은 냉매 누출 센서(140)가 그 유효 수명의 끝단 또는 그 부근에 있음을 나타낼 수 있고 632에서 하나 이상의 개선 조치를 취할 수 있다. 636이 거짓이면, 수명 종료 모듈(440)은 냉매 누출 센서(140)가 640에서 유효 수명의 끝단 또는 그 부근에 있지 않음을 나타낼 수 있고, 제어는 601로 복귀할 수 있다.
전술한 설명은 본질적으로 단지 예시일 뿐이며 개시, 그 적용 또는 용도를 제한하려는 의도가 결코 아니다. 본 개시내용의 광범위한 교시는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 특정한 실시예를 포함하지만, 다른 수정이 도면, 명세서 및 다음 청구범위를 연구하면 명백해질 것이기 때문에 개시내용의 진정한 범위는 그렇게 제한되지 않아야 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계는 본 개시내용의 원리를 변경하지 않고 다른 순서로(또는 동시에) 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 각각의 실시예가 특정 특징을 갖는 것으로 위에서 설명되었지만, 그러한 조합이 명시적으로 설명되지 않았더라도 본 개시내용의 임의의 실시예에 대해 설명된 이러한 특징들 중 임의의 하나 이상이 다른 실시예의 특징에서 구현 및/또는 조합될 수 있다. 즉, 기술된 실시예는 상호 배타적이지 않으며, 다른 실시예와 의 하나 이상의 실시예의 순열에 의한 실시예는 본 개시내용의 범위 내에 있다.
요소들 사이(예를 들어, 모듈들, 회로 요소들, 반도체 층들 사이)의 공간적 및 기능적 관계는 "연결된", "체결된", "결합된", "인접한", "다음", "상단에", "위에", "아래에", "배치된" 등을 포함하는 다양한 용어를 사용하여 설명된다. "직접적"이라고 명시적으로 기술하지 않는 한, 상기 개시내용에서 제1 요소와 제2 소 사이의 관계가 기술될 때, 그 관계는 제1 요소와 제2 요소 사이에 다른 개재 구성요소가 존재하지 않는 직접적인 관계일 수도 있지만, 제1 요소와 제2 요소 사이에 하나 이상의 중간 요소(공간적 또는 기능적)가 존재하는 간접적인 관계일 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, A, B 및 C 중 적어도 하나라는 어구는 비배타적 논리 OR을 사용하여 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며, "A 중 적어도 하나", "B 중 적어도 하나", "C 중 적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도면에서, 화살촉으로 표시된 화살표의 방향은 일반적으로 설명에 관심이 있는 정보(예: 데이터 또는 명령어)의 흐름을 나타낸다. 예를 들어, 요소 A와 요소 B가 다양한 정보를 교환하지만 요소 A에서 요소 B로 전송되는 정보에 관련이 있는 경우 화살표는 요소 A에서 요소 B를 가리킬 수 있다. 이 단방향 화살표는 다른 정보가 요소 B에서 요소 A로 전송되지 않은 것을 의미하지는 않는다. 또한, 요소 A에서 요소 B로 전송된 정보에 대해 요소 B는 요소 A에 정보에 대한 요청 또는 수신 승인을 보낼 수 있다.
이하의 정의를 포함하여 본 출원에서 "모듈" 또는 "제어기"라는 용어는 "회로"라는 용어로 대체될 수 있다. "모듈"이라는 용어는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit); 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 이산 회로; 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 집적 회로; 조합 논리 회로; FPGA(field programmable gate array); 코드를 실행하는 프로세서 회로(공유, 전용 또는 그룹); 프로세서 회로에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리 회로(공유, 전용 또는 그룹); 설명된 기능을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 구성 요소; 또는 시스템 온 칩과 같이 위의 일부 또는 전부의 조합;의 일부 이거나 또는 이들을 포함하는 것을 가리킬 수 있다.
모듈은 하나 이상의 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 인터페이스 회로는 LAN(local area network), 인터넷, WAN(wide area network) 또는 이들의 조합에 연결된 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 본 개시내용의 임의의 주어진 모듈의 기능은 인터페이스 회로를 통해 연결된 다수의 모듈 사이에 분배될 수 있다. 예를 들어 여러 모듈이 부하 분산(load balancing)을 허용할 수 있다. 다른 예에서, 서버(원격 또는 클라우드라고도 함) 모듈은 클라이언트 모듈을 대신하여 일부 기능을 수행할 수 있다.
위에서 사용된 코드라는 용어는 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 마이크로코드를 포함할 수 있으며 프로그램, 루틴, 기능, 클래스, 데이터 구조 및/또는 객체를 지칭할 수 있다. 공유 프로세서 회로라는 용어는 여러 모듈의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 단일 프로세서 회로를 포함한다. 그룹 프로세서 회로라는 용어는 추가 프로세서 회로와 함께 하나 이상의 모듈의 일부 또는 모든 코드를 실행하는 프로세서 회로를 포함한다. 다중 프로세서 회로에 대한 언급은 개별 다이의 다중 프로세서 회로, 단일 다이의 다중 프로세서 회로, 단일 프로세서 회로의 다중 코어, 단일 프로세서 회로의 다중 스레드 또는 위의 조합을 포함한다. 공유 메모리 회로라는 용어는 여러 모듈의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 단일 메모리 회로를 포함한다. 그룹 메모리 회로라는 용어는 추가 메모리와 함께 하나 이상의 모듈의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 메모리 회로를 포함한다.
메모리 회로라는 용어는 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어의 하위 집합이다. 본 명세서에서 사용되는 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어는 (반송파와 같은) 매체를 통해 전파되는 일시적인 전기 또는 전자기 신호를 포함하지 않는다; 따라서 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어는 유형적이고 비일시적인 것으로 간주될 수 있다. 비일시적 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체의 비제한적 예는 비휘발성 메모리 회로(예: 플래시 메모리 회로, 소거 가능 프로그램 가능 읽기 전용 메모리 회로 또는 마스크 읽기 전용 메모리 회로), 휘발성 메모리 회로(예:정적 랜덤 액세스 메모리 회로 또는 동적 랜덤 액세스 메모리 회로), 자기 저장 매체(예: 아날로그 또는 디지털 자기 테이프 또는 하드 디스크 드라이브) 및 광 저장 매체(예: CD, DVD 또는 블루레이 디스크)가 있다.
본 명세서에 기술된 장치 및 방법은 컴퓨터 프로그램에 구현된 하나 이상의 특정 기능을 실행하도록 범용 컴퓨터를 구성함으로써 생성된 특수 목적 컴퓨터에 의해 부분적으로 또는 완전히 구현될 수 있다. 위에서 설명한 기능 블록, 순서도 구성 요소 및 기타 요소는 숙련된 기술자 또는 프로그래머의 일상적인 작업에 의해 컴퓨터 프로그램으로 변환될 수 있는 소프트웨어 사양서 역할을 한다.
컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 비일시적, 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되는 프로세서 실행 가능 명령어를 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 또한 저장된 데이터를 포함하거나 이에 의존할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 특수 목적 컴퓨터의 하드웨어와 상호 작용하는 기본 입/출력 시스템(BIOS), 특수 목적 컴퓨터의 특정 장치와 상호 작용하는 장치 드라이버, 하나 이상의 운영 체제, 사용자 애플리케이션, 배경 서비스, 배경 응용프로그팸을 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램은 다음을 포함할 수 있다: (i) HTML(hypertext markup language), XML(extensible markup language) 또는 JSON(JavaScript Object Notation)과 같은 파싱될 설명 텍스트, (ii) 어셈블리 코드, (iii) 컴파일러에 의해 소스 코드로부터 생성된 목적 코드, (iv) 인터프리터에 의해 실행되는 소스 코드, (v) JIT 컴파일러에 의해 컴파일 및 실행되는 소스 코드 등. 단지 예시로서, 소스 코드는 C, C++, C#, Objective C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5(Hypertext Markup Language 5차 개정판), Ada, ASP(Active Server Pages), PHP(PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK 및 Python®를 포함하는 언어로부터 신택스를 사용하여 작성될 수 있다.

Claims (20)

  1. 건물의 냉각 시스템 외부의 공기에 존재하는 냉매의 양을 측정하는 건물용 냉매 센서; 그리고, 조정 모듈을 포함하는 냉각 시스템으로서,
    상기 조정 모듈은, 조정된 양을 생성하기 위해 조정치에 의해 상기 측정된 냉매의 양을 조정하고; 그리고,
    기온, 기압, 공기의 상대습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화 및 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부, 중 적어도 하나에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 시스템은, 상기 조정된 측정치에 의해 냉매 누출이 존재하는지 여부를 표시하도록 구성된 누출 모듈을 더 포함하는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 기온에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 기온의 변화에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 기압에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 기압의 변화에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 상대 습도에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 상대 습도의 변화에 의해 상기 조정치를 결정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 작동 모드가 소정 기간 동안 난방 모드에 있을 때 상기 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 건물 내부로부터의 냉매의 펌프아웃이 수행된 이후에 상기 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 작동 모드가 냉방 모드에서 난방 모드로 전이하고 건물 내로부터 냉매의 펌프아웃이 수행되었을 때 상기 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 송풍기가 적어도 소정 기간 동안 온 상태에 있을 때 상기 측정된 냉매의 양에 의해 상기 조정치를 설정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은:
    상기 조정된 측정치를 생성하기 위해 제2 조정치에 의해 냉매의 양을 조정하고; 그리고,
    시간 경과에 따른 상기 냉매 센서에 의해 측정된 냉매의 양의 변화에 의해 상기 제2 조정치를 결정하도록; 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 (a) 상기 측정된 냉매의 양에 상기 조정치를 더한 것; 그리고 (b) 상기 측정된 냉매의 양에서 상기 조정치를 뺀 것; 중 하나에 의해 상기 조정된 양을 설정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 상기 측정된 냉매의 양에 상기 조정치를 곱한 것에 의해 상기 조정된 양을 설정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은:
    상기 기온, 상기 기압, 상기 공기의 상대 습도, 상기 냉각 시스템의 작동 모드, 상기 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화 및 상기 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 적어도 두 개에 의해 결정된 적어도 두 개의 조정치에 의해 냉매의 양을 조정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은:
    상기 기온, 상기 기압, 상기 공기의 상대 습도, 상기 냉각 시스템의 작동 모드, 상기 시간 경과에 따른 냉매 센서의 측정치의 변화 및 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 각각에 의해 결정된 조정치에 의해 냉매의 양을 조정하도록 구성되는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 시간 경과에 따른 상기 냉매 센서의 측정치들의 변화에 의해 상기 측정된 냉매의 양을 조정하도록 구성되고;
    상기 냉매 측정 조정 시스템은 상기 변화의 크기가 소정 값보다 클 때 냉매 센서가 유효 수명의 끝에 있음을 표시하도록 구성된 수명 종료 모듈을 더 포함한다.
    냉매 측정치 조정 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 조정 모듈은 시간 경과에 따른 상기 냉매 센서의 측정치들의 변화에 의해 상기 측정된 냉매의 양을 조정하도록 구성되고,
    상기 냉매 측정치 조정 시스템은 상기 변화의 크기가 적어도 소정의 연속 사건들에서 증가할 때 상기 냉매 센서가 유효 수명의 끝에 있음을 표시하도록 구성된 수명 종료 모듈을 더 포함하는,
    냉매 측정치 조정 시스템.
  20. 건물용 냉매 센서가 건물의 냉각 시스템 외부의 공기에 존재하는 냉매의 양을 측정하는 단계;
    조정된 양을 생성하기 위해 조정치에 의해 상기 측정된 냉매의 양을 조정하는 단계;
    기온, 기압, 공기의 상대습도, 냉각 시스템의 작동 모드, 시간 경과에 따른 냉매 센서 측정치의 변화 및 건물 내에 위치한 냉각 시스템의 열교환기를 가로질러 공기를 송풍하는 송풍기가 온 상태에 있는지 여부 중 적어도 하나에 의해 상기 조정치를 결정하는 단계를 포함하는,
    냉매 측정치 조정 방법.
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