CN1243202C - 空调维护系统及维护方法 - Google Patents

Abstract

空调维护系统和维护方法。一种空调维护系统利用一些监视故障空调系统各种运行参数的传感器。这些运行参数与故障空调系统的识别符号一起提供给一台手提计算机。该手提计算机包含一组空调系统的正常运行参数。手提计算机比较测量的运行参数与特定空调系统的正常运行参数，以提供对于故障系统和可能的维护程序的诊断结果。如果手提计算机未分辩出故障空调系统的识别符，则通过因特网进行对具有更大数据库的主计算机的无线连接。

Description

空调维护系统及维护方法

技术领域

本发明一般涉及维护空调系统的一种设备和一种方法。具体地，本发明涉及利用与空调系统通信的一个数据系集系统和分析从数据采集系统接收的信息的一个手提计算机，维护空调系统的一种设备和方法。

背景技术

几个空调维护单元在维护空调系统方面可用于帮助经过培训的技术人员。一些现有技术单元适于被连接到空调系统的高压和低压侧，且这些单元包括在合适的操作条件下测量系统高压和低压侧压力的压力表。然后这些测量值与正被测试的具体的空调系统的已知标准值手工比较。从这个人工比较值和系统其它的可观察特性，技术人员决定该系统是否在正常运行。如果指示系统存在故障，技术人员确定可能的故障原因并决定应该如何维修系统。

昂贵的和高端的大型商用空调系统通常装有它们自己的复杂电子装置和多个内部传感器。用于这些大型商用系统的复杂电子装置和多个传感器简化了这些系统的诊断。然而，与这些电子装置和传感器有关的费用，对于如住宅空调系统和小型商用装置这样的对费用敏感的系统来说是太高了。在这些小系统中，维护效率仍然取决于技术人员的熟练程度。在诊断上技术人员通常用作辅助的工具有压力表，提出可能的修理建议的维护单元、类似于万用表的普通电子仪器和辅助可利用的几个维护单元的元件数据手册。尽管这些工具在准确性、易于使用和可靠性方面经过了多年的改进，技术人员还必须依靠他个人的经验和知识解释这些仪器的结果。有关维护技术人员的熟练程度和知识的问题部分地由于很多新致冷剂的引进在将来预计要组合起来。因此，技术人员在目前的致冷剂上获得的大量经验将不适用于将来的空调系统。这导致了较高的训练费用和需要找出的较多的误诊事故。

在由技术人员进行的这个诊断的过程中，他通常依靠他的知识和他过去的经验。因此，准确的诊断和维修要求技术人员拥有实际的经验。准确诊断的问题在市场中由大量不同的空调系统复杂化。当每个空调系统包括一个基本的空调循环时，各种系统可能包括作为整体使系统的诊断复杂化的元件和选择件。因此，用这些现有技术的维护单元，可能产生误诊，导致不合适地修理系统或用过多的时间完成修理。

尽管在诊断和修理空调系统方面维护手册可用于帮助技术人员，然而它的使用是费时且无效的。此外，大量的说明书需要大量的空间并且每本说明书必须保持更新。

为改进上面所述的诊断程序，已设计采用电子处理装置的维护单元来开始诊断空调系统，而此后如果需要测试和修理，则引导机修工进行其故障运行的修正。在使用这些现有技术的维护单元时，技术人员识别正被诊断的系统的类型。该维护单元随后能接收表示空调系统高压和低压侧压力的信号。根据相对于正测试的空调系统类型编制的标准值所观测的压力，维护单元指示系统是否正常运行。如果空调系统不是正常运行，一系列可能的故障元件和/或其它可能的系统故障原因被识别。这个清单的范围可能从问题被清楚地识别的一个完整的自诊断到缩小问题可能原因的互动对话。仅监视空调系统高压和低压侧压力的系统因此先天地局限了它们的诊断能力。必要的是一个空调维护系统不仅要监视系统的压力，而且应该监视其它的条件，如在系统内的各种温度以及马达驱动系统的运行参数，以便能进行更准确的诊断。

发明内容

本发明提供一种可用于当前空调系统及适用于将来空调系统的诊断系统。本发明的提供包括敏感的传感器集成电路的一个数据采集系统。传感器监视系统的压力，系统内的各种温度的及马达驱动系统的运行参数。结合这些附加的传感器和特定地马达运行传感器，数据采集系统可能提供较好的空间系统的诊断结果。与使用尖端软件的手提计算机连接的数据采集系统为维护技术人员提供一种价格合理的诊断工具。在象住宅空调系统这样对费用很敏感的系统中，这个诊断工具消除了为每个系统装备单独的传感器和电子装置的需要，且它们仍具有在空调系统存在问题时帮助技术人员有效地维护空调系统的能力。该诊断工具也包括与主计算机的无线因特网链接，该主计算机含有在所有使用中的各种系统上的维护信息。用这种方式，手提计算机可以不断地更新新信息，而且还不需要在每个系统上的维护文件。如果技术人员遇到没在他的手提计算机文件上的一个系统，与主计算机的无线因特网链接可以识别遗漏信息。

本发明提供了一种冷却系统诊断设备，包括可以操作地感测第一冷却系统的参数的第一传感器和可以操作地感测电动机的操作参数的第二传感器。它还包括和所述第一和第二传感器通信并且可以操作地用于接收来自所述第一传感器和所述第二传感器的信号的控制器，以及和所述控制器通信的计算机，其可以操作地用于比较所述第一冷却系统的参数和所述电动机的操作参数与正常的操作参数，并可以操作地用于提供诊断。

本发明提供了一种冷却系统诊断设备，包括可以操作地用于检测压缩机电源的安培数的第一传感器和可以操作地用于检测压缩机电源电压的第二传感器。它还包括可以操作地用于检测压缩机转速的第三传感器；和第一传感器、第二传感器以及第三传感器通信并且可以操作地用于接收来自第一传感器、第二传感器和第三传感器的信号的控制器；以及和控制器通信的计算机，其可以操作地用于比较所述压缩机电源安培数、所述压缩机电源电压和所述压缩机转速中的至少两个与正常操作参数，并可以操作地用于提供诊断。

本发明提供了一种冷却系统诊断方法，包括测量第一冷却系统的操作参数，测量第二冷却系统的操作参数，和测量压缩机电动机的操作参数；该方法还包括把所述第一冷却系统的参数、第二冷却系统操作参数和所述压缩机电动机操作参数传送给一个计算机；计算机比较正常操作参数和所述提供的操作参数，并输出诊断结果。

本发明提供了一种数据采集系统，包括：计算机，其包括用于存储预定的操作参数的存储器和用于接收被监视的操作参数的输入端；第一传感器，其可以操作地用于感测第一冷却系统操作参数，并把所述第一冷却系统操作参数传送给所述计算机。所述系统还包括一个第二传感器，其可以操作地用于感测压缩机电动机的操作参数，并把所述压缩机电动机的操作参数传送给所述计算机；其中所述被监视的操作参数包括第一冷却系统操作参数和压缩机电动机操作参数。计算机可以操作地用于比较被监视的操作参数和预定的操作参数，以便诊断所述冷却系统。

本发明提供了一种用于监视包括致冷压缩机、蒸发器和冷凝器的系统的方法，包括测量被监视系统的第一操作参数和第二操作参数以及被监视系统的电动机操作参数。该方法还包括把所述第一操作参数、第二操作参数和电动机操作参数中的至少一个提供给一个计算机。还包括从包括用于系统的多个预定的操作参数的数据库中选择一组预定的操作参数，比较选择的一组预定的操作参数和被监视的系统的被提供的操作参数，以及根据所述比较提供诊断结果。

本发明提供了一种用于监视包括微控制器、致冷压缩机、蒸发器和冷凝器的冷却系统的数据采集系统，所述数据采集系统包括：数据库，其包括用于多个冷却系统的预定的操作参数。所述预定的操作参数包括压缩机类型和致冷剂类型。该系统还包括计算机，其具有到所述数据库的入口和用于接收被监视的操作参数的输入端。所述计算机和微控制器通信，用于接收所述被监视的操作参数。该系统还包括第一传感器，其和所述微控制器通信，并适用于感测冷却系统的过热值，其中所述被监视的操作参数至少包括所述过热值。计算机用于比较被监视的操作参数和预定的操作参数，从而诊断冷却系统。

本发明其它的优点和目的，对于那些熟练的技术人员将从随后详细说明，附加的权利要求和附图变得清楚。

附图说明

在说明目前实现本发明的最佳方式的图中：

图1根据本发明简要地说明一种典型的空调系统；

图2根据本发明简要地说明一种空调维护系统；及

图3简要地说明与图1所示的空调系统相连接的，图2所示的空调维护系统。

具体实施方式

参照附图，其中相同的参考数字表示贯穿几个图中相类似或对应的部分，图1表示的是使用根据本发明的维护系统的一个空调系统，并且它通常由参考数字10来表示。空调系统10包括压缩致冷剂气体并将其提供给冷凝器14的一个压缩机12，其中冷凝器14中压缩气体被转变成液体。冷凝器14通过观测窗16排出，观测窗16用于目测系统运行期间致冷剂的充满水平。观测窗16通常也包括在系统中存在大负载波动时储存液态致冷剂的蓄液器，还包括一个高压过滤器和干燥剂以截留可能在系统中出现的任何湿气或固体颗粒。由观察窗16，致冷剂通过一个膨胀阀18被提供给蒸发器20，其中致冷剂被蒸发成气体，使系统以熟知的方式产生致冷。致冷剂从蒸发器20返回到压缩机12，重新开始上文所述的致冷循环。

为了系统10初始充冷和系统10的定期维护，压缩机12具有一对致冷剂端口22和24。端口22位于压缩机12的低压吸气口上或附近，而端口24位于压缩机12的高压排出口上或附近。端口22和24为压力表读数和为致冷剂的添加和/或在压缩机12的吸入侧或排出侧注油，提供连接。

现在参照图2和3，说明一种空调维护系统或设备30。设备30包括一个数据采集系统32，一台手提计算机，一对压力管36和38、和多个传感器40。数据采集系统32包括一个微控制器42、一对压力传感器44和46及一个模拟/数字转换器48。压力管36适于装在端口22上，以监视在压缩机12的吸入端上或附近的压力。压力管38适于装在端口24上，以监视在压缩机12的排出端上或附近的压力。各个管36和38分别与传感器44和46连接，而且各个传感器44和46向A/D转换器48提供表示被监视的压力的一个模拟信号。模拟/数字(A/D)转换器48从传感器44和46接收模拟信号，将这个模拟信号转换成表示被监视的压力的数字信号并向微处理器42提供这个数字系统。

传感器40适合监视压缩机12的各种运行特性。几个传感器40监视系统中具体的温度，一个传感器监视压缩机的供给电压，一个传感器监视压缩机的供给电流强度而一个传感器监视压缩机12的旋转速度(RPM)。通常能监视的温度包括蒸发器致冷剂温度、冷凝器致冷剂温度、环境温度和调节的空间温度。类似压缩机电压、压缩机电流、压缩机转速(RPM)和排气温度等参数的分析能提供关于问题原因的合理信息。各传感器40被连接至A/D转换器48并向A/D转换器48发送表示其探测的参数的一个模拟信号。A/D转换器48从传感器40接收该模拟信号并把它们转换为表示探测参数的一个数字信号，再向微控制器42提供这个数字信号。

微控制器42与计算机34通讯并向计算机34提供由微控制器42提供的信息。一旦计算机34装有空调系统的配置和从传感器40、44及46探测的参数，就可以执行诊断程序。空调系统配置可以由技术人员手工提供给计算机34，或者如果空调系统装有足以识别空调系统的条形码标签，可以通过条形码阅读器提供给计算机34。

为使诊断程序运行，计算机34必须知道监视的空调系统应该具有的正常参数。这个信息可能保存在计算机34的存储器中，它可能保存在主计算机52更大的存储器中或者它可能在两处都保存。主计算机52不断地更新新的模型并在其应用时修改信息。当计算机34在它自己的存储器中存取正常参数时，它可以立即使用储存的正常参数或者计算机34可以请求技术人员连接到主计算机52以验证和/或更新正常参数。对主计算机52的连接最好通过无线因特网连接54来实现，以简化技术人员的程序。此外，如果被监视的特殊的空调系统不在计算机34的存储器内，计算机34可以促使技术人员使用无线因特网连接54来连接主计算机52，以接入可在主计算机52存储器内得到的更大的数据库。用这种方式，计算机34可以在它的存储器中只包含最普通的系统，但还可以通过连接54接入整个总体或空调系统。当本发明利用无线因特网连接54进行说明时，使用定向无线连接或者如果愿意使用导线连接在计算机34和主机52之间通讯也在本发明的范围之内。

技术人员使用设备30首先接通压力管36至端口22和压力管38至端口24。技术人员随后接通各种温度传感器40，压缩机供给电压和电流传感器40及压缩机转速传感器40。然后技术人员开动计算机34并启动应用诊断软件。启动时，软件促使技术人员建立测试时间。然后技术人员挑选各种选项，如系统的致冷剂类型和系统配置，如压缩机和系统模型号，膨胀装置类型或用于配置系统的其它信息。可供选择地，这个信息可以使用条码标签和条码阅读器50被输入计算机34，如果这个选项可用的话。然后软件查看用于系统或压缩机模型的操作信息是否保存在它的存储器内。如果这个信息不在它的存储器内，计算机34将通过无线因特网连接54建立到主计算机52的无线连接并从主计算机52存取这个信息。此外可供选择地，计算机34还可以促使技术人员用在主计算机52的存储器中容纳的信息更新在它的存储器中现有的信息，或者计算机34可以促使技术人员从主计算机52的存储器向它的存储器添加遗漏的信息。

一旦测试时间建立，软件命令微控制器42从传感器40、44和46获得探测的值。微控制器42具有验证由传感器40、44和46所报告数值完整性的它自己的客户软件。举一个例子就是，微控制器42具有检测无效传感器的能力。由微控制器42通过A/D转换器48获取的传感器值被发送回到计算机34。这个传感器数据的循环在整个测试时间被不断地获取。该报告的探测数据随后被用于计算机系统运行参数的变化。例如，可以确定过热、过冷、冷凝温度、蒸发温度和其它的运行参数。在计算机34内的软件单独地比较这些值或与编制的诊断规则结合并根据这些比较结果，软件得出相对于测量值和标准运行值之间差的一组可能的原因。诊断规则范围可能从简单限制于模糊逻辑到趋势分析。诊断规则范围也可能从单个值到多个值的组合。

例如，由压缩机12所吸入的流量与吸入压力和排出压力有关并且对于各种压缩机型号是唯一的。此外，过热的设置对于各个空调系统也是唯一的。此外，对于不同的系统配置，象致冷剂类型、膨胀装置类型、压缩机类型、空载图、冷凝器冷却图及类似配置，诊断规则是不同的。在某些情况下，诊断规则的应用可能导致对一个或多个额外的参数的需要。例如，诊断系统可能需要现在不能探测的室内温度。在这种情况下，将促使技术人员通过其它的方法获取这个值并将这个值输入到程序中。当用于诊断规则的标准已被满足时，则该问题的一个或几个原因和解决方案一起向技术人员显示以消除该问题。例如，一个高过热状态和几个其它状态的组合，提出低填充致冷剂的意见而且解决方案是向系统添加致冷剂。然后技术人员可以进行建议的维修并随后重新运转测试。当系统重新正常运行时，测试结果和探测的值可以被储存，用作将来参考。

当公开传感器40硬线连接至A/D转换器48时，利用无线装置以减少需要完成的导线挂接数量的方案，仍在本发明的范围之内。

此外，当设备30作为诊断工具被公开时，包括如果愿意通过管36和38进行的致冷剂自动填充能力也在本发明保护的范围之内。这将涉及控制环的增加，以计量从填充缸进入系统的致冷剂。在填充过程中，准确的填充将通过不断地监视系统参数来实现。

当上述详细的说明叙述本发明的最佳实施例时，应该认识到，本发明易于改进，变化和变更而不会脱离附加权利要求的范围和合理的含义。

Claims (20)

1.一种用于维护包括电动机在内的空调系统故障的设备，所述的设备包括：

一个用于探测所述出故障空调系统第一运行参数的第一传感器；

一个用于探测所述出故障空调系统第二运行参数的第二传感器；

一个用于探测所述出故障空调系统的马达运行参数的第三传感器；

与所述传感器通信用于从所述每个传感器接收信号的一个微控制器；

一个与所述微控制器通信的手提计算机，所述计算机具有一个存储器，它包含多个空调系统的正常运行参数，所述计算机可比较所述第一、第二和马达运行参数与所述多个空调系统中某一空调系统的所述正常参数，以诊断所述出故障的空调系统。

2.如权利要求1所述的维护出故障空调系统的设备，其中所述第一运行参数是所述故障空调系统低压侧压力，所述第二运行参数是所述故障空调系统高压侧压力，而所述第三运行参数是向所述故障空调系统的压缩机供给的电压。

3.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述第一运行参数是所述故障空调系统低压侧压力，所述第二运行参数是所述故障空调系统高压侧压力，而所述第三运行参数是向所述故障空调系统的压缩机供给的电流强度。

4.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述第一运行参数是所述故障空调系统低压侧压力，所述第二运行参数是所述故障空调系统高压侧压力，而所述第三运行参数是所述故障空调系统压缩机的旋转速度。

5.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述第一运行参数是所述故障空调系统低压侧的压力，所述第二运行参数是所述故障空调系统高压侧压力，而所述第三运行参数是在所述故障空调系统的蒸发器中致冷剂的温度。

6.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述的第一运行参数是所述故障空调系统低压侧压力，所述第二运行参数是故障空调系统高压侧压力，而所述第三运行参数是在所述故障空调系统的冷凝器中致冷剂的温度。

7.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述第一运行参数是向所述故障空调系统的压缩机供给的电流强度，所述第二运行参数是向所述压缩机供给的电压而所述第三运行参数是所述压缩机的旋转速度。

8.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，还包括：

远离手提计算机配置的一台主计算机；及

在所述手提计算机和所述主计算机之间的无线连接。

9.如权利要求8所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述无线连接包括对因特网的连接。

10.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，其中所述计算机提供了修理所述故障空调系统的指令。

11.如权利要求1所述的用于维护故障空调系统的设备，还包括与所述手提计算机通信的一个条形码阅读机。

12.一种用于维护包括电动机在内的故障空调系统的方法，所述的方法包括：

测量所述故障空调系统的第一运行参数；

测量所述故障空调系统的第二运行参数；

测量所述故障空调系统的马达运行参数；

向一台手提计算机提供所述运行参数；

从多个空调系统中选择与所述故障空调系统等同的某一个空调系统；

比较所述某一空调系统的正常运行参数与所述故障空调系统的所述运行参数；及

提供所述比较步骤的诊断结果。

13.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，其中所述的选择步骤包括手动输入所述故障空调系统的一个识别符号。

14.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，其中所述选择步骤包括利用条形码阅读机输入所述故障空调系统的一个识别符号。

15.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，其中所述选择步骤包括使用一个无线连接在所述手提计算机和主计算机之间通信。

16.如权利要求15所述的用于维护故障空调系统的方法，其中所述的使用无线连接在所述手提计算机和所述主计算机之间的通信包括通过因特网的通信。

17.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，其中所述提供诊断结果包括提供用于修理故障空调系统的指令。

18.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，还包括在比较所述正常运行参数与所述故障空调系统的所述运行参数之前，执行一段测试时间。

19.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，还包括通过无线连接从一台主计算机更新所述的手提计算机。

20.如权利要求12所述的用于维护故障空调系统的方法，还包括测量所述故障空调系统的第四运行参数。

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