CN110234943A - 用于冷却***的低充注检测*** - Google Patents

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Abstract

在本公开内容中描述了检测与气候受控环境相关联的充注损失的***和方法。在各种实施方式中，控制器接收与气候受控环境相关联的操作状态参数。控制器确定压缩机是以第一操作模式还是以第二操作模式进行操作。控制器在压缩机正以第一操作模式进行操作时对操作状态参数应用第一模型以表示与气候受控环境相关联的充注损失，而在压缩机正以第二操作模式进行操作时对操作状态参数应用第二模型以表示与气候控制环境相关联的充注损失。

Description

用于冷却***的低充注检测***
相关申请的交叉应用
本申请要求于2018年1月24日提交的美国申请15/878,927的优先权，并且还要求于2017年1月27日提交的美国临时申请第62/451,406号的权益。以上申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开内容涉及制冷剂充注损失***和方法，并且更具体地，涉及用于检测制冷剂充注损失(例如，充注的损失)的***和方法。
背景技术
该部分提供与本公开内容有关的背景信息并且其不一定是现有技术。
制冷剂蒸汽压缩***可以用于对供应到气候受控环境的空气制冷以维持对温度敏感的产品，例如易变质/冷冻产品。制冷剂蒸汽压缩***也可以用于运输制冷以对供应到气候受控环境的空气进行制冷。
发明内容
该部分提供了对本公开内容的总体概述，而不是对其全部范围或其全部特征的全面公开。
本公开内容提供了一种包括压缩机和控制器的***。控制器接收与气候受控环境相关联的操作状态参数。控制器确定压缩机正以第一操作模式还是以第二操作模式进行操作。在压缩机正以第一操作模式进行操作的情况下，控制器对操作状态参数应用第一模型以表示与气候受控环境相关联的充注损失，而在压缩机正以第二种操作模式进行操作的情况下，控制器对操作状态参数应用第二模型以表示与气候控制环境相关联的充注损失。
本公开内容提供了一种包括压缩机和控制器的***，控制器接收与气候受控环境相关联的多个操作状态参数。控制器确定压缩机是否正以与满容量操作对应的第一操作模式和与部分容量操作对应的第二操作模式中的至少一个操作模式进行操作，在压缩机正以第一操作模式进行操作的情况下，控制器对多个操作状态参数应用第一模型以表示与气候受控环境相关联的充注损失，而在压缩机正以第二操作模式进行操作的情况下，控制器对多个操作状态参数应用第二模型以表示与气候受控环境相关联的充注损失。
在一些配置中，充注损失包括制冷剂充注损失的百分比和压缩机的所估计的调节百分比中至少一者。
在一些配置中，控制器确定充注损失是否超过预定阈值，并且在充注损失超过预定阈值的情况下生成指示充注损失的警报。
在一些配置中，第一模型是与气候受控环境相关联的蒸发器的蒸发器温度的函数。
在一些配置中，第一模型是与气候受控环境相关联的送风的送风温度的函数。
在一些配置中，多个操作状态包括压缩机排放温度、环境温度、蒸发器温度、回风温度、设定点参数、冷凝器盘管温度和第二蒸发器温度。
在一些配置中，该***还包括用于测量压缩机排放温度的压缩机排放温度传感器、用于测量环境温度的环境空气温度传感器、用于测量蒸发器温度的蒸发器盘管温度传感器、用于测量回风温度的回风温度传感器、用于接收设定点参数的设定点温度接口、用于测量冷凝器盘管温度的冷凝器盘管温度传感器以及用于测量第二蒸发器温度的第二蒸发器盘管温度传感器。
在一些配置中，多个操作状态包括压缩机排放温度、环境温度、送风温度、回风温度和设定点参数。
在一些配置中，该***还包括用于测量压缩机排放温度的压缩机排放温度传感器、用于测量环境温度的环境空气温度传感器、用于测量送风温度的送风温度传感器、用于测量回风温度的回风温度传感器以及用于接收设定点参数的设定点温度接口。
本公开内容还提供了一种方法，该方法包括：利用控制器确定与气候受控环境相关联的压缩机是否正以与满容量操作对应的第一操作模式和与部分容量操作对应的第二操作模式中的至少一个操作模式进行操作。该方法还包括：在压缩机正以第一操作模式进行操作的情况下，利用控制器对与气候受控环境相关联的多个操作状态应用第一模型，以表示与气候受控环境相关联的充注损失。该方法还包括：在压缩机正以第二操作模式进行操作的情况下，利用控制器对与气候受控环境相关联的多个操作状态应用第二模型，以表示与气候受控环境相关联的充注损失。
在一些配置中，充注损失包括制冷剂充注损失的百分比和压缩机的所估计的调节百分比中至少一者。
在一些配置中，该方法还包括：利用控制器来确定充注损失是否超过预定阈值，并且在充注损失超过预定阈值的情况下利用控制器生成指示充注损失的警报。
在一些配置中，第一模型是与气候受控环境相关联的蒸发器的蒸发器温度的函数。
在一些配置中，第一模型是与气候受控环境相关联的送风的送风温度的函数。
在一些配置中，多个操作状态包括压缩机排放温度、环境温度、蒸发器温度、回风温度、设定点参数、冷凝器盘管温度和除霜温度。
本公开内容包括另一***，该***包括：部署在整个气候受控环境中的多个传感器，用于测量与气候受控环境相关联的多个操作状态参数；压缩机；以及控制器。控制器从多个传感器接收多个操作状态参数，确定压缩机是否正以与满容量操作对应的第一操作模式和与部分容量操作对应的第二操作模式中的至少一个操作模式进行操作，在压缩机正以第一操作模式进行操作的情况下对多个操作状态参数应用第一模型以表示与气候受控环境相关联的充注损失，而在压缩机正以第二操作模式进行操作的情况下对多个操作状态参数应用第二模型以表示与气候受控环境相关联的充注损失。
在一些配置中，充注损失包括制冷剂充注损失的百分比和压缩机的所估计的调节百分比中至少一者。
在一些配置中，控制器确定充注损失是否超过预定阈值，并且在充注损失超过预定阈值的情况下生成指示充注损失的警报。
在一些配置中，第一模型是与气候受控环境相关联的蒸发器的蒸发器温度的函数。
在一些配置中，第一模型是与气候受控环境相关联的送分的送风温度的函数。
适用的其他领域将根据本文中所提供的描述而变得明显。该发明内容中的描述和具体示例旨在仅用于说明的目的，而不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文中描述的附图仅用于对所选择的实施方式而非所有可能的实施方式的说明性目的，而并不旨在限制本公开内容的范围。
图1是根据本公开内容的示例实施方式的气候控制***的框图。
图2是根据本公开内容的另一示例实施方式的气候控制***的框图。
图3是根据本公开内容的充注损失检测方法的流程图。
图4A是根据本公开内容的充注损失检测方法的流程图。
图4B是根据本公开内容的充注损失检测方法的流程图。
图5是根据本公开内容的另一示例实施方式的气候控制***的框图。
在附图的若干视图中，对应的附图标记指示对应的部分。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述示例实施方式。
充注损失是蒸汽压缩制冷***和空气调节***中存在的问题。在这些***中，充注损失可能导致冷却能力的损失，甚至会由于过热引起压缩机故障。在空气调节***中，这会危及人类的舒适。在制冷***中，这会危及食品安全。
住宅空气调节***通常是严密充注的(即，没有制冷剂接收器)并且在限定的设定点和环境范围内操作。超市制冷***也在限定的设定点范围内操作(即，每个压缩机机架冷却低温冷冻箱或中温易变质箱)。然而，环境范围可以放宽并且超市制冷***通常包括接收器(即，未被严密充注)。因此，针对这些应用的充注损失方法依赖于接收器中的液位传感器。此外，充注损失方法可能仅会用信号通知充注的严重损失，而不会用信号通知***中的实际充注量。
本公开内容涉及检测气候受控***的充注损失。例如，本公开内容涉及检测具有宽的设定点范围(即，冷却冷冻物品和易变质物品)和环境范围的非严密充注的制冷***内的充注的损失(即，制冷剂充注损失)的过程。该过程还可以指示用于满负荷操作的***中的实际充注量。这可以为终端用户提供维护优势，即在承建方向终端用户收取向***添加充注的费用时证实***的充注是否较低或者是否已真的添加了充注。
因此，本公开内容描述了一种用于检测气候控制***内的低充注故障的***和方法。例如，该***和方法可以检测环境中所使用的气候控制***内的低充注故障以防止零售环境内的食物变质。
参照图1，示出了根据本公开内容的气候控制***100的框图。气候控制***100包括压缩机101、具有冷凝器风扇104的冷凝器102、接收器105、膨胀装置106和蒸发器108。气候控制***100还包括控制器110和变频驱动器(VFD)112，变频驱动器112控制输送到压缩机101的电力的频率，从而以各种速度驱动压缩机101的电动机。像这样具有VFD112的压缩机101可以被称为变速压缩机。然而，如下文进一步详细讨论的，本公开内容还适用于定速压缩机(即，以单一速度操作的压缩机)以及利用其他容量调节***的可变容量压缩机。例如，如图5所示和在下文进一步详细讨论的，压缩机101可以包括具有涡旋分离***502的数字涡旋式压缩机，该涡旋分离***502由控制器110基于气候受控环境的期望温度特性来调节，以分离涡旋并且提供减少了容量的操作。
压缩机101接收来自蒸发器108的制冷剂蒸汽，压缩该制冷剂蒸汽，并且将高压制冷剂蒸汽输送到冷凝器102。由冷凝器102的冷凝器盘管和冷凝器风扇104来冷却高压制冷剂蒸汽。当高压制冷剂蒸汽循环通过冷凝器盘管时，从制冷剂蒸汽中排出热量并由通过冷凝器风扇104生成的气流将其带离冷凝器盘管。温度的降低使制冷剂蒸汽冷凝成液体制冷剂状态。虽然示出了具有单个冷凝器风扇104的冷凝器102，但是可以使用多个冷凝器风扇。此外，冷凝器风扇104可以是定速或变速冷凝器风扇。
冷凝器102将液体制冷剂输送到接收器105。然后来自接收器105的制冷剂被输送到膨胀装置106，膨胀装置106使液态制冷剂的压力降低，致使液态制冷剂开始从液体状态转变为蒸汽状态。然后液态和汽态制冷剂的低压混合物被输送到蒸发器108。风扇使气流循环通过蒸发器108的蒸发器盘管，使得气流中的热量被液态和汽态制冷剂的低压混合物吸收。热量吸收与由膨胀装置106引起的压力降低相结合使得制冷剂的状态变回蒸汽状态。然后，制冷剂蒸汽被输送回压缩机101，并且开始新的制冷循环。虽然图1示出了包括接收器105的气候控制***100，但应当理解，本公开内容可以在不包括接收器(即，冷凝器102向膨胀装置106输送液态制冷剂)的气候控制***内使用。此外，虽然图1示出了单个压缩机101，但是应当理解，本公开内容可以与包括利用共同的吸入歧管和共同的排出歧管管接在一起的多个压缩机的压缩机机架一起使用。此外，图1示出了可以位于制冷箱(例如超市中的冷冻食品箱或中温制冷箱)中的单个蒸发器。然而，应当理解，气候控制***100可以包括位于另外的制冷箱(例如超市中的另外的冷冻食品箱或另外的中温制冷箱)中的多个蒸发器。
控制器110可以基于来自恒温器或另一控制器(例如***控制器或与包括蒸发器108的制冷箱相关联的箱控制器)的设定点参数来接收例如进行冷却的需求。另外地或替选地，控制器110例如可以监测制冷箱内的温度，并且基于对制冷箱内的温度与设定点温度的比较来生成进行冷却的需求。基于接收到和/或生成的进行冷却的需求，控制器110可以启动压缩机101并且可以与VFD 112通信从而以确定的容量百分比来操作压缩机101。例如，控制器110可以命令VFD 112以百分之五十的容量来操作压缩机101。在这种情况下，VFD 112可以控制压缩机101以该压缩机101的全速的一半的速度进行操作。另外地或替选地，可以使用其他容量调节***，并且在这种情况下，控制器可以类似地控制这样的容量调节***从而以适当的容量操作压缩机以满足进行冷却的需求。
取决于气候控制***100的配置，控制器110可以如下所述接收第一组操作状态参数(参见图1)或第二组操作状态参数(参见图2)。例如，气候控制***100采用在整个气候控制***100中部署的多个操作状态传感器，这些操作状态传感器测量本文所述的一个或更多个相应的操作状态参数。
在一个示例中，控制器110从气候控制***100所采用的一个或更多个操作状态传感器接收第一组操作状态参数(即，特性)。例如，控制器110可以接收从压缩机排放温度传感器114接收到的表示离开压缩机101的制冷剂蒸气的温度(COMP)的压缩机排放温度。控制器110还可以接收从环境空气温度传感器116接收到的表示冷凝器102处的空气的环境温度的环境温度(AMB)。控制器110还可以接收从蒸发器盘管温度传感器118接收到的表示蒸发器108处的蒸发器盘管的温度的蒸发器温度(evap)。控制器110还可以接收从回风温度传感器120接收到的表示蒸发器108处的回风的温度的回风温度(RETURN)。控制器110还可以接收从设定点温度接口122(即，用于接收设定点值的用户接口)接收到的表示要借助于气候控制***100将气候受控环境维持到的期望温度的设定点参数(set p)。控制器110还可以接收从冷凝器盘管温度传感器124接收到的表示冷凝器102的冷凝器盘管的温度的冷凝器盘管温度(C COIL)。控制器110还可以接收从第二蒸发器盘管温度传感器126接收到的表示与蒸发器108相关联的第二蒸发器盘管的温度(即，除霜温度(DEFROST))的第二蒸发器温度。
在实施方式中，控制器110还可以维持(即，存储)与气候控制***100相关联的一个或更多个基线操作状态。基线操作状态表示在特定操作模式期间与气候控制***100相关联的预期的各个操作状态值。在一个示例中，控制器110将一个或更多个基线操作状态维持在通信地连接至控制器110的存储器128内。在该示例中，存储器128可以维持有基线数字调节参数。基线数字调节参数表示预期的压缩机调节百分比。例如，在各种操作模式期间，压缩机101以控制压缩机101的调节百分比的数字模式进行操作。
参照图2，在一些示例中，控制器110接收第二组操作状态参数。例如，控制器110可以接收从压缩机排放温度传感器114接收到的表示离开压缩机101的制冷剂蒸气的温度(COMP)的压缩机排放温度。控制器110还可以接收从环境空气温度传感器202接收到的表示冷凝器102处的空气的环境温度的环境温度(AMB)。控制器110还可以接收从送风温度传感器204接收到的表示离开蒸发器108的送风的温度(supply)的送风温度。控制器110还可以接收从回风温度传感器206接收到的表示蒸发器108处的回风的温度的回风温度(RETURN)。控制器110还可以接收从设定点温度接口122接收到的表示要借助于气候控制***100将气候受控环境维持到的期望温度的设定点参数(set p)。
尽管在图1和图2中示出了多个传感器和/或接口114、116、118、120、122、124、126、202、204、206，控制器110可以另外地或替选地从其他源(包括与气候控制***100相关联的其他控制器和/或装置)接收操作状态数据。例如，控制器110可以从与以下的通信中接收操作状态数据：***控制器、恒温器、冷凝器风扇控制器、蒸发器风扇控制器、制冷箱控制器、室内监测或诊断模块、室外监测或诊断模块、或者与气候控制***100相关联的其他合适的控制器、装置和/或模块。可以通过速度传感器来感测压缩机速度。另外地或替选地，可以通过VFD 112确定或知晓压缩机速度并将其传送至控制器110。另外地或替选地，可以通过VFD112确定或知晓压缩机电流、压缩机电压和/或压缩机功率并将其传送至控制器110。可以另外地或替选地基于与气候控制***100相关联的其他的计算、推导或感测出的数据来计算或推导操作状态参数(即，温度和压力)。
气候控制***100可以基于气候控制***100的压缩机101的操作模式来检测制冷剂的低充注(即，充注损失)故障。取决于气候控制***100的配置，控制器110可以从如上所述的传感器114、116、118、120、122、124、126、202、204、206接收操作状态参数。基于这些操作状态参数，控制器110确定压缩机101的操作模式。控制器110基于操作状态参数来确定气候控制***100是在第一操作模式还是在第二操作模式下操作。
在控制器110确定气候控制***100正向环境提供最大的冷却量的情况下，控制器110确定气候控制***100正以第一操作模式进行操作(即，气候控制***100以满负荷操作模式进行操作)。例如，第一操作模式可以包括压缩机101连续操作(即，以百分之百(100％)的容量，其将包括例如变速压缩机的情况下的全速)。因此，压缩机101可以通过监测操作状态参数的变化和估计的充注损失来确定是否已经存在与气候控制***100相关联的充注损失(即，气候控制***100改善的气候受控环境)。如下面进一步详细讨论的，在控制器110确定气候控制***100正向环境提供经调节的(或小于最大值的)冷却量的情况下，控制器110确定气候控制***100正以第二操作模式进行操作(即，气候控制***100以部分或负荷减小的操作模式进行操作)。
在控制器110正以第一操作模式进行操作时，控制器110对接收到的操作状态参数应用(即，利用)下文阐述的模型以确定气候控制***100是否正在经历充注损失。取决于气候控制***100的配置，控制器110从各个传感器114、116、118、120、122、124、126接收第一组操作状态参数或者从各个传感器114、122、202、204、206接收第二组操作状态参数。
在一个示例中，在控制器110接收到第一组操作状态参数(并且正以第一操作模式进行操作)时，该控制器110利用以下模型(即，算式)来表征充注损失：
(1)百分比＝a*(COMP-AMB)^2*exp(-b/(c*(COMP-AMB))^(d+e*(evap-setp)*(COMP-AMB)))，其中，a、b、c、d和e是与气候控制***100相关联的变量。例如，a可以是0.006551731024899，b可以是2787，c可以是0.0156180488510027，d可以是1.57400179756816，并且e可以是0.0132248135106744。
可以将百分比归一化为最终/最大的已去除的充注值。例如，在低充注测试期间，如果最大去除量为7磅(7lb)并且给定了充注移除步长(step)(即，仅去除3.5磅(3.5lb))，则该步长下的当前的充注损失百分比为100*(7-3.5)/7＝50％。
在另一示例中，在气候控制***100正以第一操作模式进行操作并且控制器110接收到第二组操作状态参数时，控制器110利用以下模型来表征充注损失：
(2)百分比＝f*exp(-g*h^(i*(COMP-AMB)-(i*(COMP-AMB))^(j^(supply-setp))))，
其中，f、g、h、i和j是与气候控制***100相关联的变量。例如，f可以是101.711987976774，g可以是10407.6335808234，h可以是0.837924998328986，i可以是0.567311696881907，并且j可以是0.504871597345269。
此外，在一些实施方式中，控制器110可以在气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)时利用如本文所述一个或更多个其他模型来确定估计的制冷剂充注损失百分比。
在另一示例中，在气候控制***100正以第一操作模式进行操作并且控制器110接收到第二组操作状态参数时，控制器110还可以在气候控制***100的设定点参数低于30华氏度(30℉)时利用以下模型对气候控制***100的行为建模：
(3)百分比＝k*(COMP-AMB)*exp(-l*exp(exp(m-n*(COMP-AMB))-(supply-setp)))，
其中，k、l、m和n是与气候控制***100相关联的变量。例如，k可以是0.775979696058062，l可以是0.000212056799787806，m可以是77.1672416080415，并且n可以是0.833347471090585。
此外，当气候控制***100正以第一操作模式进行操作并且控制器110接收到第二组操作状态参数时，控制器110可以在气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)时利用以下模型对气候控制***100的行为建模：
(4)百分比＝o*RETURN*(COMP-AMB)*p^((q+r^(supply-setp))^sqrt((COMP-AMB)*sqrt(s*(supply-setp)^2)))，
其中，o、p、q、r和s是与气候控制***100相关联的变量。例如，o可以是0.00929967168491112，p可以是3.15432519967851e-16，q可以是2.39066447669313e-16，r可以是6.96566349168468e-17，并且s可以是2.49399460073684e-9。
控制器110可以在气候控制***100正以第一操作模式进行操作时利用上述模型来对气候控制***100内的制冷剂充注损失(即，充注损失)建模。各个模型(即模型(1)、(2)、(3)、(4))是蒸发器温度的函数(即模型(1))或送风温度的函数(即模型(2)、(3)、(4))。
在气候控制***100被配置成使得控制器110接收第一组操作状态参数的情况下，控制器110利用模型(1)。此外，在气候控制***100被配置成使得控制器110接收第二组操作状态参数时，控制器110利用模型(2)、(3)和/或(4)。如果所估计的制冷剂充注损失百分比超过预定阈值，则控制器110生成并发送警报以指示气候控制***100内的制冷剂充注损失。
控制器110可以在利用上述模型时确定气候控制***100内的制冷剂充注损失百分比。因此，控制器110可以基于该确定而确定估计的气候控制***100内剩余的制冷剂充注。因此，控制器110还可以生成指示气候控制***100内剩余的制冷剂充注量的警报。
如上所述，在气候控制***100的设定点参数小于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110利用模型(3)，而在气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110利用模型(4)。
在各种实施方式中，在控制器110确定气候控制***100正向环境提供经调节的冷却量的情况下，控制器110确定气候控制***100正以第二操作模式进行操作(即，气候控制***100正以部分负荷操作模式进行操作)。例如，第二操作模式可以包括压缩机101以其满容量的一部分(例如，在变速压缩机的情况下其全速的一部分)进行操作。在各种实施方式中，压缩机101以之进行操作的所述一部分取决于与气候控制***100相关联的设定点和/或环境因素。例如，如图5所示，在各种实施方式中，压缩机101包括具有涡旋分离***502的数字涡旋式压缩机，该涡旋分离***502由控制器110基于气候受控环境的期望温度特性来调节，以分离涡旋并且提供减少了容量的操作。
在控制器110以第二操作模式(即，部分操作模式)进行操作时，控制器110还可以根据气候控制***100的配置而对接收到的操作状态参数应用各种模型，以确定气候控制***100是否正在经历制冷剂充注损失。在实施方式中，压缩机101以数字操作模式进行操作以控制压缩机101的调节百分比。
为了确定利用哪个模型以应用于各种操作状态参数，控制器110确定气候控制***100的设定点参数是否大于或等于30华氏度(30℉)或者气候控制***100的设定点参数是否小于30华氏度(30℉)。在控制器110确定气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110利用以下模型来表征充注损失：
(5)ModPct＝t+u*RETURN+v*(C COIL)+x*DEFROST^2-y*setp-z*DEFROST-aa*RETURN*DEFROST，
其中，t、u、v、w、x、y、z和aa是与气候控制***100相关联的变量。例如，t可以是35.3565908928647，u可以是12.8604615055966，v可以是0.190637173839511，x可以是0.152878033676559，y可以是4.21928743505772，z可以是9.86243216998838，并且aa可以是0.146067571579208。
ModPct表示基于上述测量的操作参数的压缩机101的估计的调节百分比。控制器110将实际ModPct与所估计的ModPct进行比较。如果控制器110确定比较结果偏离超出限定的阈值(即，实际ModPct比所估计的ModPct超过百分之二(2％)、实际ModPct比所估计的ModPct超过百分之五(5％)等)，则控制器110确定已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。在这种情况下，控制器110可以生成警报以指示已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。在这种情况下，模型(5)是DEFROST变量的函数，该DEFROST变量至少部分地造成压缩机101的调节百分比。
在控制器110确定气候控制***100的设定点参数小于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110利用以下模型来表征充注损失：
(6)(a)百分比＝bb+cc*(占空比)^2+dd*(占空比)*(C COIL)^2+ee*(comp–amb)*(占空比)^2-ff*(comp-amb)-gg*(C COIL)*(占空比％)-hh*(占空比％)^3，
其中，bb、cc、dd、ee、ff、gg和hh是与气候控制***100相关联的变量。例如，bb可以是63.7916510112538，cc可以是0.135210384979607，dd可以是0.000593446157224709，ee可以是5.99564456191957e-5，ff可以是0.194971439988616，gg可以是0.10791240956478，并且hh可以是0.000877581760862546。
在一些实施方式中，在控制器110确定气候控制***100的设定点参数小于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110利用以下模型来表征充注损失：
(6)(b)百分比＝ii+jj*Return+kk*(占空比)+ll*(supply-setp)+-mm/(comp-amb)-nn*(占空比％)*Return-oo*(占空比)^2，
其中，ii、jj、kk、ll、mm、nn和oo是与气候控制***100相关联的变量。例如，ii可以是53.9607236901606，jj可以是4.75624195322439，kk可以是1.76199737552502，ll可以是0.464119594992767，mm可以是2457.7965183579，nn可以是0.0531899705351627，并且oo可以是0.0125922436501002。
在一些实施方式中，控制器110确定气候控制***100的设定点参数小于30华氏度(30℉)，控制器110利用以下模型来表征充注损失：
(7)百分比＝(pp*(占空比)+qq*(supply-setp)+rr*(supply-setp)^3-ss-tt*RETURN-uu*(占空比)^2-vv*(supply-setp)^2-ww*(占空比)*RETURN^2)，
其中，pp、qq、rr、ss、tt、uu、vv、ww是与气候控制***100相关联的变量。例如，pp可以是6.77047668115042，qq可以是0.716846881363248，rr可以是0.0380231941206524，ss可以是468.139096945102，tt可以是19.6927678608128，uu可以是0.0380231941206524，vv可以是0.0380231941206524，并且ww可以是0.00585899586889394。
百分比表示制冷剂充注损失估计的百分比。因此，控制器110利用模型(6)(a)、模型(6)(b)和/或模型(7)来确定估计的充注损失百分比。控制器110可以确定制冷剂充注损失的估计的百分比是否超过预定阈值。如果估计的百分比确实超过预定阈值，则控制器110生成并发送警报以指示气候控制***100内的制冷剂充注损失。在这些情况下，模型(6)(a)、模型(6)(b)和/或模型(7)是气候控制***100的占空比的函数。
在控制器110确定气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110利用以下模型来表征充注损失：
(8)百分比＝MAX(ModPct模型(5)，第一操作模式模型(2))，
例如，在控制器110接收到第一组操作状态参数并且压缩机101正以第二操作模式进行操作时，控制器110可以应用模型(5)。在另一例中，在控制器接收到第二组操作状态参数并且压缩机正以第二操作模式进行操作时，控制器可以应用模型(2)。
在高充注损失的情况下，气候控制***100可以尝试通过修改(即，增加)调节百分比来补偿充注损失。因此，在这些情况下，气候控制***100可以以近似第一操作模式进行操作(即，气候控制***100几乎以满负荷进行操作)。因此，可以利用模型(8)来确定制冷剂充注损失的估计的百分比。
参照图3，示出了根据本公开内容的用于检测气候控制***100是否正在经历制冷剂充注损失(例如，充注损失)的流程图。在该实施方式中，该流程图示出了其中气候控制***100采用传感器114、116、118、120、122、126、128来测量第一组操作状态参数的示例方法。该方法可以由控制器110执行。另外地或替选地，该方法可以由另一控制器、装置或模块来执行。例如，可以由***控制器、与VFD 112相关联的控制器或另一合适的控制器、装置或模块来执行该方法。该方法在300处开始。
在302处，控制器110接收和/或确定操作状态数据。例如，控制器110可以从各种传感器和/或接口114、116、118、120、122、126、128接收操作状态参数(即，温度和压力)，包括COMP、AMB、evap、RETURN、set p、C COIL和/或DEFROST。另外地或替选地，控制器110可以计算或推导操作状态参数中的一个或更多个，例如，操作状态温度和压力(COMP、AMB、evap、RETURN、set p、C COIL和/或DEFROST)。
在304处，控制器110确定压缩机101的操作模式。例如，控制器110确定压缩机101正以第一操作模式(即，满负荷)进行操作还是正以第二操作模式(即，部分负荷)进行操作。在304处，在控制器110确定压缩机正以第一操作模式进行操作的情况下，控制器110进行到306。在306处，在控制器110确定压缩机101正以第一操作模式进行操作时，控制器110对各个操作状态数据应用第一模型(例如模型(1))以估计制冷剂充注损失的百分比。
在308处，控制器110确定所估计的制冷剂充注损失的百分比是否超过预定阈值。如果所估计的制冷剂充注损失的百分比超过预定阈值，则控制器110在310处生成并且发送警报(即，到客户端计算装置)以指示气候控制***100内的制冷剂充注损失。如果所估计的制冷剂充注损失的百分比未超过预定阈值，则该方法转到300，以继续监测气候控制***100。
在312处，在控制器110确定压缩机101正以第二操作模式(即，部分负荷)进行操作的情况下，控制器110确定气候控制***100的设定点参数。在314处，控制器110确定气候控制***100的设定点参数是否大于或等于30华氏度(30℉)。如果控制器110确定气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)，则在316处控制器110对各个操作状态数据应用第二模型(例如，模型(5))以估计压缩机101的调节百分比。
在318处，控制器110将所估计的调节百分比(ModPct)与实际调节百分比进行比较，并且确定实际调节百分比是否偏离超出(即，超过)限定的阈值(即，实际ModPct比所估计的ModPct超过百分之二(2％)、实际ModPct比所估计的ModPct超过百分之五(5％)等)。如果控制器110确定实际调节百分比与所估计的调节百分比相差超过阈值，则控制器110确定已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。在320处，在所估计的调节百分比超过限定的阈值的情况下，控制器110生成警报以指示已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。否则，该方法转到300以继续监测气候控制***100。
在322处，在气候控制***100的设定点参数小于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110对各个操作状态数据应用第三模型(例如，模型(6))以估计制冷剂损失的百分比。
在324处，控制器110确定所估计的制冷剂充注损失的百分比是否超过预定阈值。在326处，在制冷剂充注损失的百分比超过预定阈值的情况下，控制器110生成警报以指示已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。否则，该方法转到300以继续监测气候控制***100。
参照图4A和图4B，示出了根据本公开内容的用于检测气候控制***100是否正在经历制冷剂充注损失的流程图。在该实施方式中，该流程图示出了其中气候控制***100采用传感器122、124、202、204、206来测量第二组操作状态参数的示例方法。该方法可以由控制器110执行。另外地或替选地，该方法可以由另一控制器、装置或模块来执行。例如，可以由***控制器、与VFD 112相关联的控制器或另一合适的控制器、装置或模块来执行该方法。该方法在400处开始。
在402处，控制器110接收和/或确定操作状态数据。例如，控制器110可以从各种传感器和/或接口122、124、202、204、206接收操作状态参数(即，温度和压力)，包括COMP、AMB、supply、RETURN和set p。另外地或替选地，控制器110可以如上文所详细讨论的那样计算或推导操作状态温度和压力(COMP、AMB、supply、RETURN和set p)中的一个或更多个。
在404处，控制器110确定压缩机101的操作模式。取决于气候控制***100的配置，控制器110可以转到406以应用模型来估计制冷剂充注损失的百分比。除此之外，在其他配置中，控制器110可以转到408或410以应用各个模型(取决于设定点参数)来估计制冷剂充注损失的百分比。然而，在其他配置中，控制器110可以通过利用与406和408或410相关联的模型(取决于下面描述的设定点参数)来估计制冷剂充注损失的百分比。例如，控制器110确定压缩机101正以第一操作模式(即，满负荷)进行操作还是以第二操作模式(即，部分负荷)进行操作。在一些实施方式中，在406处，在控制器110确定压缩机101正以第一操作模式进行操作的情况下，控制器110可以对各个操作状态数据应用第四模型(例如，模型(2))以估计制冷剂充注损失的百分比。
在其他实施方式中，控制器110确定气候控制***100的设定点参数是否低于30华氏度(30℉)。在408处，在控制器110确定气候控制***100低于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110对各个操作状态数据应用第五模型(例如，模型(3))以估计制冷剂充注损失的百分比。
然而，在其他实施方式中，在410处，控制器110确定气候控制***100的设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)并且对各个操作状态数据应用第六模型(例如，模型(4))以估计制冷剂充注损失的百分比。
在412处，控制器110确定所估计的制冷剂充注损失的百分比是否超过预定阈值。如果所估计的制冷剂充注损失的百分比超过预定阈值，则在414处控制器110生成并发送警报(即，到客户端计算装置)以指示气候控制***100内的制冷剂充注损失。如果所估计的制冷剂充注损失的百分比未超过预定阈值，则该方法转到400以继续监测气候控制***100。
在416处，在控制器110确定压缩机101正以第二操作模式(即，部分负荷)进行操作的情况下，控制器110确定气候控制***100的设定点参数。在418处，控制器110确定设定点参数是否小于30华氏度(30℉)。在420处，在设定点参数小于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110对各个操作状态数据应用第七模型(例如，模型(7))以估计制冷剂损失的百分比。
在422处，控制器110确定所估计的制冷剂充注损失的百分比是否超过预定阈值。在424处，在制冷剂充注损失的百分比超过预定阈值的情况下，控制器110生成警报以指示已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。否则，该方法转到400以继续监测气候控制***100。
在426处，控制器110确定设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)。在428处，在设定点参数大于或等于30华氏度(30℉)的情况下，控制器110对各个操作状态数据应用第八模型(例如，模型(8))以估计制冷剂损失的百分比。
在428处，控制器110确定所估计的制冷剂充注损失的百分比是否超过预定阈值。在430处，在制冷剂充注损失的百分比超过预定阈值的情况下，控制器110生成警报以指示已经发生(或正在发生)潜在的制冷剂充注损失。否则，该方法转到400以继续监测气候控制***100。
在本公开内容的一些实施方式中，由控制器110生成的数据可以经由通信网络被发送至另一计算装置以进行分析。例如，控制器110可以使得由控制器110生成的数据被发送至另一计算装置(例如，客户端装置、服务器等)、云网络等以用于分析的目的。
已经出于说明和描述的目的而提供了对实施方式的前述描述。这些描述并不旨在是穷举的或限制本公开内容。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下可互换而且即使没有具体示出或描述也可以用于所选择的实施方式中。特定实施方式的各个元件或特征也可以以许多方式变化。这样的变型不会被视为脱离本公开内容，并且所有这些修改旨在被包括在本公开内容的范围内。
提供示例实施方式以使本公开内容将变得透彻，并且将向本领域技术人员更充分地传达范围。阐述了大量的具体细节(例如特定部件、装置和方法的示例)以提供对本公开内容的实施方式的全面理解。对于本领域的技术人员而言明显的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实施，并且具体细节和示例实施方式都不应当被解释为限制本公开内容的范围。在一些示例实施方式中，并未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。
本文使用的术语仅用于描述特定示例实施方式的目的，而并不旨在进行限制。除非上下文另有明确指示，否则如本文中使用的单数形式可以旨在还包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包括性的，因此指定了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。除非本文中描述的方法步骤、处理以及操作被特别地识别为一定的执行顺序，否则不应当将其解释为必须要求其以所讨论或示出的特定顺序来执行。还应当理解，可以采用附加步骤或替选步骤。
当一个元件或层被称为在另一元件或层上、“接合至”、“连接至”或者“耦接至”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上、接合至、连接至或耦接至另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当元件被称为直接在另一元件或层上或者“直接接合至”、“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件或层时，则可能不存在中间元件或层。用来描述元素之间的关系的其他词(即，“在…之间”与“直接在…之间”、“相邻”与“直接相邻”等)也应当以类似方式来解释。如在本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的列举项目的任意和所有组合。
尽管在本文中可能使用了术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在本文中使用时，除非上下文明确指示，否则其不暗含序列或顺序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而并不背离示例性实施方式的教示。
为了便于描述，在本文中可能使用了空间相关术语(例如“内部”、“外部”、“在......之下”、“在......下方”、“下部”、“在......上方”、“上部”等)以描述如图所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。空间相关术语可以旨在涵盖除了附图中描绘的取向之外的装置在使用或操作时的不同取向。例如，如果翻转附图中的装置，则被描述为位于其他元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被定向成在所述其他元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“在......下方”可以涵盖在上方和在下方两个方向。该装置可以以其他方式定向(旋转90度或处于其他取向)，并且对应地解释本文所使用的空间相关描述词。
前面的描述本质上仅为说明性的，并且决不意在限制本公开内容、其应用或用途。对本公开内容的宽泛教示可以以各种形式实现。因此，尽管本公开内容包括特定示例，但是本公开内容的真实范围不应被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求书时其他修改将变得明显。如本文所使用的，应当使用非排他逻辑OR来将短语A、B和C中的至少一个解释为是指逻辑(A或B或C)。应该理解，在不改变本公开内容的原理的情况下，方法内的一个或更多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行。
在包括以下定义的本申请中，术语“模块”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指代以下、作为以下的一部分或者包括以下：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享的、专用的或组)；存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或组)；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或者例如在片上***中的以上的一些或全部的组合。
如上文所使用的术语“代码”可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、函数、类和/或对象。术语“共享的处理器”涵盖了执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器。术语“组处理器”涵盖了与另外的处理器组合以执行来自一个或更多个模块的一些或全部代码的处理器。术语“共享的存储器”涵盖了存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器。术语“组存储器”涵盖了与另外的存储器组合以存储来自一个或更多个模块的一些或全部代码的存储器。术语“存储器”可以是术语“计算机可读介质”的子集。术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质传播的暂态电信号和电磁信号，因此可以被认为是有形的且非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。
本申请中描述的装置和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序来部分地或完全地实现。计算机程序包括在至少一个非暂态、有形计算机可读介质上存储的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括和/或依赖所存储的数据。

Claims (20)

1.一种***，包括：
压缩机；以及
控制器，其接收与气候受控环境相关联的多个操作状态参数，所述控制器确定所述压缩机是否正以与满容量操作对应的第一操作模式和与部分容量操作对应的第二操作模式中的至少一个操作模式进行操作，在所述压缩机正以所述第一操作模式进行操作的情况下，所述控制器对所述多个操作状态参数应用第一模型以表示与所述气候受控环境相关联的充注损失，而在所述压缩机正以所述第二操作模式进行操作的情况下，所述控制器对所述多个操作状态参数应用第二模型以表示与所述气候受控环境相关联的所述充注损失。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述充注损失包括制冷剂充注损失的百分比和所述压缩机的所估计的调节百分比中至少一者。
3.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器确定所述充注损失是否超过预定阈值，并且在所述充注损失超过所述预定阈值的情况下生成指示所述充注损失的警报。
4.根据权利要求1所述的***，其中，所述第一模型是与所述气候受控环境相关联的蒸发器的蒸发器温度的函数。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述第一模型是与所述气候受控环境相关联的送风的送风温度的函数。
6.根据权利要求1所述的***，其中，所述多个操作状态包括压缩机排放温度、环境温度、蒸发器温度、回风温度、设定点参数、冷凝器盘管温度和第二蒸发器温度。
7.根据权利要求6所述的***，还包括：用于测量所述压缩机排放温度的压缩机排放温度传感器；用于测量所述环境温度的环境空气温度传感器；用于测量所述蒸发器温度的蒸发器盘管温度传感器；用于测量所述回风温度的回风温度传感器；用于接收所述设定点参数的设定点温度接口；用于测量所述冷凝器盘管温度的冷凝器盘管温度传感器；以及用于测量所述第二蒸发器温度的第二蒸发器盘管温度传感器。
8.根据权利要求1所述的***，其中，所述多个操作状态包括压缩机排放温度、环境温度、送风温度、回风温度和设定点参数。
9.根据权利要求8所述的***，还包括：用于测量所述压缩机排放温度的压缩机排放温度传感器；用于测量所述环境温度的环境空气温度传感器；用于测量所述送风温度的送风温度传感器；用于测量所述回风温度的回风温度传感器；以及用于接收所述设定点参数的设定点温度接口。
10.一种方法，包括：
利用控制器确定与气候受控环境相关联的压缩机是否正以与满容量操作对应的第一操作模式和与部分容量操作对应的第二操作模式中的至少一个操作模式进行操作；
在所述压缩机正以所述第一操作模式进行操作的情况下，利用所述控制器对与所述气候受控环境相关联的多个操作状态应用第一模型，以表示与所述气候受控环境相关联的充注损失；以及
在所述压缩机正以所述第二操作模式进行操作的情况下，利用所述控制器对与所述气候受控环境相关联的所述多个操作状态应用第二模型，以表示与所述气候受控环境相关联的所述充注损失。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述充注损失包括制冷剂充注损失的百分比和所述压缩机的所估计的调节百分比中至少一者。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括：利用所述控制器来确定所述充注损失是否超过预定阈值；并且在所述充注损失超过所述预定阈值的情况下利用所述控制器生成指示所述充注损失的警报。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一模型是与所述气候受控环境相关联的蒸发器的蒸发器温度的函数。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一模型是与所述气候受控环境相关联的送风的送风温度的函数。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多个操作状态包括压缩机排放温度、环境温度、蒸发器温度、回风温度、设定点参数、冷凝器盘管温度和第二蒸发器温度。
16.一种***，包括：
部署在整个气候受控环境中的多个传感器，用于测量与所述气候受控环境相关联的多个操作状态参数；
压缩机；以及
控制器，其从所述多个传感器接收所述多个操作状态参数，所述控制器确定所述压缩机是否正以与满容量操作对应的第一操作模式和与部分容量操作对应的第二操作模式中的至少一个操作模式进行操作，在所述压缩机正以所述第一操作模式进行操作的情况下，所述控制器对所述多个操作状态参数应用第一模型以表示与所述气候受控环境相关联的充注损失，而在所述压缩机正以所述第二操作模式进行操作的情况下，所述控制器对所述多个操作状态参数应用第二模型以表示与所述气候受控环境相关联的所述充注损失。
17.根据权利要求16所述的***，其中，所述充注损失包括制冷剂充注损失的百分比和所述压缩机的所估计的调节百分比中至少一者。
18.根据权利要求16所述的***，其中，所述控制器确定所述充注损失是否超过预定阈值，并且在所述充注损失超过所述预定阈值的情况下生成指示所述充注损失的警报。
19.根据权利要求16所述的***，其中，所述第一模型是与所述气候受控环境相关联的蒸发器的蒸发器温度的函数。
20.根据权利要求16所述的***，其中，所述第一模型是与所述气候受控环境相关联的送风的送风温度的函数。
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