热交换器故障诊断制造技术

本发明专利技术揭示一种针对热交换器的故障诊断方法，其中测量周围空气温度和热交换器温度。本发明专利技术还揭示使用单一温度传感器结合微处理器来测量从热交换器发出的温度和所述热交换器周围的周围空气温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热交换器的故障诊断，其中测量周围空气温度和热交换器温度。
技术介绍
制冷可定义为通过从封闭空间移除热且将热转移到其它地方来降低所述空间的温度。热传送的工作通常由热、磁性、电或其它装置驱动。制冷具有许多应用，包含(但不限于)：家用冰箱、工业冷冻柜、低温学和空气调节。热泵可使用制冷过程的热输出并且还可经设计为可逆的，但以其它方式类似于制冷单元。蒸气压缩循环在大多数家用冰箱中以及许多大型市售和工业制冷系统中使用。蒸气压缩循环使用循环液体制冷剂作为媒介，其从待冷却的空间吸收和移除热且随后将所述热排出到其它地方。典型的单级蒸气压缩系统具有四个组件：压缩器、冷凝器或热交换器、热膨胀阀(也被称为节流阀)和蒸发器。循环制冷剂在被称为饱和蒸气的热力学状态中进入压缩器，且经压缩到较高压力，从而也导致较高温度。所述热的经压缩蒸气随后处于被称为过热蒸气的热力学状态中，且其处于可以冷却水或冷却空气冷凝的温度和压力下。所述热蒸气经由冷凝器或热交换器投送，其在冷凝器或热交换器中通过流动穿过线圈、翅片或管件且在冷却水或冷却空气流动跨越所述线圈、翅片或管件的情况下冷却和冷凝为液体。就在此处，循环制冷剂从系统排出热且所排出的热由水或空气(无论哪个都可以)携载离开。在被称为饱和液体的热力学状态中的经冷凝液体制冷剂接下来投送穿过膨胀阀，其在膨胀阀中经历压力的急剧减小。所述压力减小导致液体制冷剂的一部分的绝热闪蒸。绝热闪蒸的自制冷效应将液体和蒸气制冷剂混合物的温度降低到比待制冷的封闭空间的温度冷的温度。所述冷混合物随后投送穿过蒸发器中的线圈或管件。风扇使封闭空间中的温热的空气跨越携载冷制冷液和蒸气混合物的线圈或管件循环。所述温热的空气蒸发冷制冷剂混合物的液体部分。同时，循环空气经冷却且因此将封闭空间的温度降低到所要温度。循环制冷剂在蒸发器中吸收和移除热，所述热随后在冷凝器中排出且由冷凝器中使用的水或空气转移到其它地方。为完成制冷循环，来自蒸发器的制冷剂蒸气再次为饱和蒸气且投送回到压缩器中。例如制冷饮料推销单元(RBMU)等制冷单元包括制冷系统(机电压缩器泵、制冷剂、蒸发器、热交换器和膨胀阀)，其装配有控制压缩器何时运行以控制冷冻隔舱的温度的构件。压缩器的控制可通过多种方式实行。最简单的是，经由位于冷冻隔舱内部的机电装置实行控制，所述机电装置检测温度且含有接触件以将压缩器接通和断开。较复杂的电子装置具有冷冻隔舱中的温度传感器，其链接到定位在冷冻隔舱外部的电子控制装置，所述温度传感器含有用于将压缩器接通和断开的机构。热交换器是排出从冷冻隔舱搜集的热的制冷系统的部分。通常，热交换器位于冷却隔舱外部且以经由其从周围环境通过电风扇或通过对流汲取的空气而冷却。对于制冷单元，热传递发生的程度依据两个因素：●热交换器周围的周围空气与循环液体/气体的温度之间的温差。●可与热交换器交换的周围空气的质量。当通过热交换器的空气的量(和热传递的程度)归因于被灰尘、碎屑等堵塞而显著减少时发生较差热交换。此时，制冷单元通常发出警报、自身关机，且警告工程师。当周围温度过高，即周围空气与热交换器之间的温差太小时也发生低效热交换。在此情形中，制冷单元将关机，且将召唤工程师，假定热交换器发生故障和/或需要清理。饮料、易腐性食品等也被移除而停止出售。实际上，不存在故障，且因此a)不必要召唤工程师，且b)不必要移除可出售商品而停止出售。因此，需要测量制冷单元附近的周围空气的温度(周围空气温度)和热交换器自身的温度(热交换器温度)以用于故障诊断。举例来说，在制冷单元正经历高于正常热交换器温度的温度的情况下，重要的是知道周围空气温度以获得关于什么原因正引起高于正常的热交换器温度(热交换器过热)的正确诊断。热交换器经设计以去除热且通常以促进此目标的方式建构。存在许多不同设计(板、翅片和线圈、静态、辊筒)，但本质上其全部具有相同目标-形成可用于将热交换到保持在较低温度的媒介(空气、水等)的大表面区域。因此，需要区别热交换器的真的故障与何时低效热交换是归因于不充分温差以使得能够发生热交换。
技术实现思路
本专利技术力图解决此问题，且因此在于针对在热交换器的故障诊断，其中测量周围空气温度和热交换器温度。当热交换器在操作中时，其温度将上升到稳定状态、通常不会达到超过约50℃或高于周围的周围空气的温度约+20℃。一旦相关联装置不再需要热交换(例如制冷单元已达到其所要冷冻隔舱温度)，热交换器的操作就停止且其温度下降到周围空气温度的温度。如果热交换器由灰尘和污垢包围，那么返回到周围空气温度受到阻碍，因为灰尘和污垢充当绝缘体且热交换器保持一些其操作热量。或者，如果周围空气温度接近热交换器的操作温度，那么热交换器将不能够足够冷却。通过当热交换器不在操作中时测量周围空气温度，有可能区别热交换器的真的故障(例如需要清理)与周围空气温度的简单提升，在周围空气温度的简单提升的情形下，单元只需要额外时间冷却下来就可重新开始热交换过程。这两个情形之间的区别实现有效使用和工程师的召唤。实际上，大部分不必要的工程师召唤是针对在高周围空气条件下操作的RBMU而非热交换器堵塞。在一个实施例中，本专利技术涵盖一种热交换器故障诊断方法，其包括：a)在热交换器处于操作中时测量热交换器的温度，b)在热交换器不在操作中时测量热交换器周围的周围空气的温度，c)比较所述两个温度，以及当所述两个温度之间的差大于选定温差时，发出警报，警告工程师和/或停止热交换器的操作。通过测量热交换器周围的周围空气的温度和热交换器温度两者，有可能作出关于热交换器过热是由高周围空气温度还是热交换器堵塞或两者的组合所导致的判断。在当前使用中，热交换器温度高于某一设定的点(比如，80或100摄氏度)触发单元中的警报且单元断开以防止过热。然而，根据本专利技术，在高温是高周围温度而非堵塞或故障的结果的情况下，如果单元能够自行诊断出高热交换器温度是归因于高周围温度，那么指示机器花费额外时间冷却下来然后重新开始热交换过程，而非不必要地将机器关机。以此方式，制冷单元能够保持可工作状态且减少召唤工程师的需要。在持续记录高周围温度的情况下，单元可提供警告使得单元的位置可改变以允许热交换器周围较好的气流。根据本专利技术，所述方法进一步包括初始设置步骤，其中设定热交换器的最大操作温度，且设定热交换器温度与周围空气温度之间的可接受温差(差量)以实现有效操作的热交换系统。举例来说，热交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对热交换器的故障诊断方法，其中测量周围空气温度和热交换器温度，所述方法包括：a)在所述热交换器处于操作中时测量所述热交换器的温度，b)在所述热交换器不在操作中时测量所述热交换器周围的周围空气的温度，c)比较所述两个温度，以及d)当所述两个温度之间的差大于选定温差时，发出警报，警告工程师和/或停止所述热交换器的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.28 GB 1320977.01.一种针对热交换器的故障诊断方法，其中测量周围空气温度和热交换器温度，所
述方法包括：
a)在所述热交换器处于操作中时测量所述热交换器的温度，
b)在所述热交换器不在操作中时测量所述热交换器周围的周围空气的温度，
c)比较所述两个温度，以及
d)当所述两个温度之间的差大于选定温差时，发出警报，警告工程师和/或停止
所述热交换器的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在步骤a)到d)之前的步骤，其中：
i)设定针对所述热交换器的最大操作温度；以及
ii)设定所述热交换器温度与周围空气温度之间的温差以实现有效操作的热交换
系统。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在约50到125摄氏度的范围内设定针对所述
热交换器的所述最大操作温度。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中所述温差为约30摄氏度。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其中由与所述热交换器相关联
的压缩器或泵的操作告知所述热交换器的操作。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中所述温度测量值存储在微
处理器中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述微处理器感测或检测所述泵或压缩器是否
处于操作中。
8.根据权利要求6所述的方法，其中由所述微处理器将所述温度读数作为热交换器
温度和周围空气温度保存到单独文件中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述微处理器从热交换器温度减去周围空气温
度以确定所述热交换器是否正在有效运作。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的方法，其中在足以使所述热交换器能
够冷却到或接近周围温度的时间周期之后进行周围空气温度的测量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述时间周期为在所述热交换器已停止操作
之后约2与5分钟之间。
12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的方法，其中由两个温度传感器测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·兰伯特，科林·赫尔，
申请(专利权)人：能泰有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB