[發明專利]用于檢測HVAC系統中故障的方法

無效

• 申請號: 200580048953.4
• 申請日: 2005-12-21
• 公開（公告）號: CN101443094A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: P·康;M·法扎德;A·芬;P·薩德夫
• 申請（專利權）人: 開利公司
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭 武;楊松齡

技術領域

本發明一般涉及一種用于檢測HVAC系統中故障的方法，例如堵塞了的空氣過濾器。

背景技術

HVAC系統中的故障對HVAC系統具有副作用。故障可以是傳感器故障、低制冷劑充入量和空氣過濾器的堵塞。空氣過濾器通常被用在HVAC系統中以防止空氣中懸浮的顆粒進入在冷卻的區域。經過一段時間，空氣過濾器會堵塞并且必須更換。如果空氣過濾器堵塞，風扇功率消耗增加同時系統能力減少。另外，壓縮機可能失效，設備的壽命縮短，系統不得不臨時地停止使用。

在現有系統中，傳感器被用來檢測何時空氣過濾器被堵塞。當傳感器檢測到空氣過濾器被堵塞時，警報被觸發。采用傳感器來檢測堵塞了的空氣過濾器存在幾個缺陷。其一，費用昂貴。另外，空氣過濾器的設計需要改進以容納傳感器。

在HVAC系統中，其他傳感器通常也用來檢測進入和流出壓縮機的致冷劑的壓力和溫度、進入和流出蒸發器的致冷劑的溫度和進入蒸發器的空氣的溫度。

現有技術的故障檢測技術通常對空氣過濾器堵塞時出現的空氣濃度的變化和系統的負載不敏感。因此，這些技術僅僅適用于具有恒定負載的HVAC系統，該負載由固定速度的風扇提供。

因此，本發明提供一種克服了現有技術的缺陷和缺點的、用于檢測HVAC系統中故障的方法。

發明內容

蒸汽壓縮系統以冷卻方式工作以向一個區域提供冷空氣。制冷劑在壓縮機中被壓縮到高壓并在冷凝器中被冷卻。在膨脹裝置中冷卻的制冷劑膨脹到低壓。膨脹后，制冷劑流過蒸發器并從空氣接收熱量，冷卻提供到該區域的空氣。然后制冷劑返回到壓縮機，完成循環。

空氣過濾器阻礙空氣中懸浮的顆粒進入要冷卻區域。如果顆粒堵塞空氣過濾器，進入該區域的氣流速率減小。蒸發器的旁通系數用來確定何時空氣過濾器被堵塞。旁通系數表示不與蒸發器直接接觸而旁通的空氣量。當空氣過濾器堵塞時，旁通系數減小。當旁通系數減小到低于閾值時產生警報以提供空氣過濾器被堵塞的警報。

旁通系數還可以提供空氣過濾器堵塞的早期檢測。第一旁通系數是利用溫度測量值計算的，第二旁通系數是利用空氣的氣流速率計算的。兩個旁通系數之間的差確定誤差。當該誤差增加時，顯示空氣過濾器開始堵塞。

還可以計算蒸發器的性能系數來檢測空氣過濾器是否堵塞。性能系數的減小顯示氣過濾器開始堵塞。

本發明的這些及其他特征可以從以下的說明和附圖最好地理解。

附圖說明

對本領域技術人員來說，根據當前優選實施例的以下的詳細說明，發明的各種特征和優勢是顯而易見的。隨同詳細說明的附圖可如下簡要地描述：

圖1圖示了包括傳感器的蒸汽壓縮系統，該傳感器用來檢測流過蒸汽壓縮系統的空氣和制冷劑的狀況；

圖2圖示了給出在蒸汽壓縮系統中檢測的檢測值的蒸汽壓縮系統；

圖3圖示了曲線圖，給出了當空氣穿過蒸發器時在蒸發器上流動的空氣的溫度；和

圖4圖示了濕度圖，給出了用來估計進入和流出蒸發器的空氣的干球溫度的過程。

具體實施方式

圖1圖示了蒸汽壓縮系統20，包括壓縮機22、冷凝器24、膨脹裝置26和蒸發器28。制冷劑通過閉路式蒸汽壓縮系統20循環。

當蒸汽壓縮系統20以冷卻方式工作時，制冷劑以高壓高熱焓流出壓縮機22并流過冷凝器24。在冷凝器24中，制冷劑向流體介質，例如水或空氣，排出熱量，并冷凝為以低熱焓高壓流出冷凝器24的液體。如果流體介質是空氣，采用風扇30來在冷凝器24上引導流體介質。然后冷卻了的制冷劑經過膨脹裝置26，制冷劑的壓力下降。膨脹后，制冷劑流過蒸發器28。在蒸發器28中，制冷劑接收來自空氣的熱量，以高熱焓低壓流出蒸發器28。風扇32在蒸發器28上吹動空氣，然后冷卻了的空氣用來冷卻區域52。

當蒸汽壓縮系統20以加熱方式工作時，制冷劑的流動是利用四通閥(未示出)逆轉的。當以加熱方式工作時，冷凝器24作為蒸發器工作，蒸發器28作為冷凝器工作。