[发明专利]HVAC监控器和过热计算器系统

说明书

技术领域

本发明涉及与包括远程传感单元的空调单元连接的监控装置。本发明的一个实施例设计用于监控空调单元的过热温度，以便评价其工作效率。

背景技术

空调单元在许多今日的住宅和商业建筑中是很平常的。一般，这些系统使用充满诸如氟利昂一类的导热制冷剂的导管。该导管受到将热从建筑内部传至外部的至少二种热交换。该导管将高压，低温液体制冷剂输送至膨胀阀，在膨胀阀中制冷剂的压力降低，从而降低制冷剂的温度。然后，这个低压低温的制冷剂导向蒸发器。一般，蒸发器为作为热交换器的一个螺旋管系统。更具体地说，在蒸发器中的流体暴露在通过该建筑循环的温暖的返回空气中，这样，将温暖的返回空气的热传至蒸发器中的制冷剂。现在冷却的空气以在本领域已知的各种方法引导通过该建筑，在该建筑中，被引入的冷却的空气被大气温暖，接着返回蒸发器。蒸发过程将蒸发器中的制冷剂从液体改变为蒸气。蒸气通入压缩机，该压缩机用蒸气工作，以提高蒸气的压力和温度。然后，从压缩机出来的高温高压蒸气通至冷凝器，冷凝器将变成蒸气的制冷剂转换成低温液体。冷凝器很象蒸发器，在蒸发器中，许多螺旋管形成热交换器。与冷凝器相邻的风扇将周围空气吹过在螺旋管中的变成蒸气的高温高压制冷剂，这样将各种制冷剂的热能输送至废气，将变成蒸气的制冷剂转换回液体，完成制冷剂回路。

空调系统的蒸发器设计成将液体制冷剂转换成蒸气，使得在蒸发器的出口或低压侧只包含变成蒸气的制冷剂。更具体地说，希望保持蒸发器效率将液体制冷剂改变为蒸气，使得蒸发器低压端的温度为制冷剂的饱和温度的工作条件。本领域的技术人员知道，制冷剂的饱和温度取决于使用制冷剂的零件的各种性质，并且一般认为是制冷剂从蒸气改变为液体的温度。

空调系统经常不在最高效率下工作。例如，在从蒸发器出来前，液体制冷剂可能蒸发太快，使得蒸发器的一部分包含过热的制冷剂蒸气。由于在温暖的返回空气和蒸发器中的流体和/或蒸气之间的传热减小，这个条件使总的空调系统的效率降低。另外，如果传热不足以在所有制冷剂达到蒸发器出口前，使所有制冷剂沸腾，则流体可能通至压缩机中，这对压缩机的总的工作不利。

为了保持最优的冷却效率，经常使用技术人员去周期性地监控和维护空调系统。通常通过监控空调单元的过热温度来评价效率。如本领域技术人员知道那样，过热温度等于系统的吸入温度减去饱和吸入温度。吸入温度为系统低压侧的温度，通常但不是经常在蒸发器的出口测量。饱和吸入温度为蒸发器低压端压力的函数。更具体地说，可以监控蒸发器出口的压力，并且可根据系统中的制冷剂的形式，计算饱和吸入温度。

本领域的技术人员认为，希望有单元中的最优的过热状态。该状态为蒸发器低压端的制冷剂温度。如果过热温度太高，则不能最大限度地使用螺旋管，这时，流体蒸发太快和不能得到有效的传热。另外，如果过热温度太低，在螺旋管中的冷却液不能有效地蒸发，然后，制冷剂可能输送至压缩机，这对压缩机零件是有害的。过热状态为零是理想的，因为这表示系统的吸入温度等于制冷剂从液体改变为蒸气的温度，这样就表示在制冷剂回路的适当地方，液体制冷剂有效地转换为蒸气制冷剂。然而，经验丰富的技术人员知道，由于任何空调系统的效率不高，这个状态不容易达到，使得一般要使用每一个空调单元的可接受的过热范围。

先前技术的装置监控空调系统的吸入温度和吸入压力。它们也经常监控空调制冷剂回路周围的其他温度，以评价系统的效率。然而，先前技术的监控器通常为一件式单元，使得技术人员必需判断，将温度和/或压力传感器放置在那里。另外，通常需要在各个位置的多个读数。在先前技术中，这些测量是由技术人员逐次地进行的。这个过程对技术人员是费时的，并且造成过热计算中的不精确，因为在数据收集过程中，由于时间的推移，测量值可能改变。

发明内容

本发明的一个方面提供了与空调单元连接的监控系统。本发明的一个实施例包括放置在空调系统的返回空气流内的远程的传感单元。这样，空调器技术人员可以有效地和实际上同时地监控系统的二个位置，而不需在二个位置之间运动。这样，整个工作可以更有效，精确，花费较少时间和使用较少金钱。本发明的一个实施例包括带有至少三个与它通讯的传感器的监控器。温度和压力传感器与空调器的蒸发器的低压或出口侧连接。另外，设置了一个单元温度传感器，用于监控在建筑外面的空调系统的温度。另外，设置一个远程传感单元，它包括放置在建筑内，空调系统的返回空气流内的温度/相对湿度探头。该远程传感单元还可包括监控制冷剂回路周围的其他温度的辅助温度探头。