制冷监控系统和方法 |
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| 申请号 | CN201210395060.9 | 申请日 | 2008-06-12 | 公开(公告)号 | CN102927728A | 公开(公告)日 | 2013-02-13 |
| 申请人 | 艾默生环境优化技术有限公司; | 发明人 | 亨格·M·范; | ||||
| 摘要 | 一种 热 泵 系统，包括： 压缩机 ；包括室外盘管的室外 热交换器 ；包括室内盘管的 室内热交换器 ；设置在所述室外盘管中的第一 温度 传感器 ；设置在所述室内盘管中的第二温度传感器；设置在所述室外热交换器和所述室内热交换器之间的第三传感器；以及 控制器 ，所述控制器从所述第一传感器、所述第二传感器、以及所述第三传感器接收数据，以便当所述热泵系统以冷却模式运行时确定排气 过热 、低温冷却、 冷凝器 温度差、以及吸气过热中的至少一个，以及当所述热泵系统以加热模式运行时确定排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热中的至少一个。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种热泵系统，包括： |
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| 说明书全文 | 制冷监控系统和方法[0002] 相关申请的交叉引用 [0003] 本申请要求2008年6月11日提交的美国专利申请No.12/137,191和2007年6月12日提交的美国临时申请No.60/943,348的优先权。上述申请的内容通过引用并入本文。 技术领域[0004] 本公开涉及诊断系统，尤其涉及用于与加热系统和/或冷却系统一起使用的诊断系统。 背景技术[0005] 这部分的叙述仅仅提供了涉及本公开的背景信息并且可能不构成现有技术。 [0006] 包括空调、冷却器、制冷以及热泵系统的加热和/或冷却系统可以包括控制和诊断系统。所述控制和诊断系统可以监控在所述加热和/或冷却系统的控制和诊断操作中供控制和诊断系统使用的加热和/或冷却系统的各种运行参数。 [0007] 虽然传统的控制和诊断系统充分提供了有关加热和/或冷却系统的性能的信息，但是传统的控制和诊断系统一般需要设置于加热和/或冷却系统中各种位置的很多传感器。对于系统在冷却模式和加热模式都运行的热泵系统，所使用的传感器的总数进一步增多，因为传统的系统不能依靠在加热模式和冷却模式中都使用相同的传感器。热泵系统中需要的检测热泵系统在冷却模式和加热模式中的运行参数的传感器的数目增多增大了热泵系统的总成本和复杂性。 发明内容[0008] 提供了一种热泵系统，其可包括：压缩机；包括室外盘管的室外热交换器；包括室内盘管的室内热交换器；传感器组件，所述传感器组件包括设置在所述室外盘管中的第一传感器、设置在所述室内盘管中的第二传感器、以及设置在所述室外热交换器和所述室内热交换器之间的第三传感器。控制器可以从所述第一传感器、所述第二传感器、以及所述第三传感器接收数据，并且当所述热泵系统以冷却模式运行时确定第一系统运行参数，以及当所述热泵系统以加热模式运行时确定第二系统运行参数。 [0009] 提供了一种热泵系统，其可包括：压缩机；包括室外盘管的室外热交换器；包括室内盘管的室内热交换器；设置在所述室外盘管中的第一温度传感器；设置在所述室内盘管中的第二温度传感器；以及设置在所述室外热交换器和所述室内热交换器之间的第三传感器。控制器可以从所述第一传感器、所述第二传感器、以及所述第三传感器接收数据，并且当所述热泵系统以冷却模式运行时确定排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热中的至少一个，以及当所述热泵系统以加热模式运行时确定排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热中的至少一个。 [0011] 这里描述的附图仅仅用于说明的目的并且不以任何方式限制本公开的范围。 [0012] 图1是根据本教导的原理的热泵系统的示意性视图； [0013] 图2是用于与图1的热泵系统一起使用的控制和诊断系统的示意性视图； [0014] 图3是限定由图2的控制和诊断系统识别的各种系统运行参数的表； [0015] 图4是根据本教导的原理的热泵系统的示意性视图； [0016] 图5是用于与图4的热泵系统一起使用的控制和诊断系统的示意性视图；以及[0017] 图6是限定由图2的控制和诊断系统识别的各种系统运行参数的表。 具体实施方式[0018] 下面的描述本质上仅仅是示例并且不用于限制本公开、用途、或者应用。应当理解，在整个附图中，相应的引用标记表示相同或者相应的部件和特征。 [0019] 参照附图，提供了与加热和/或冷却系统12一起使用的控制和诊断系统10。所述控制和诊断系统10可以监控供用于控制和诊断加热和/或冷却系统12的控制和诊断系统10使用的所述加热和/或冷却系统12的各种运行参数。所述加热和/或冷却系统12可以是以冷却模式运行的空调系统、冷却器系统、制冷系统、以加热模式运行的加热系统、或者以加热模式和冷却模式二者运行的热泵系统。 [0020] 虽然所述加热和冷却系统12将在下文中将描述并且在附图中示出为以加热模式和冷却模式二者运行的热泵系统，但是所述加热和/或冷却系统12可以构造成单独以加热模式或者单独以冷却模式运行。另外，虽然在下文中和在附图中将控制和诊断系统10描述和示出为与热泵系统12相关，但是所述控制和诊断系统10可以与单独以加热模式运行的系统或者单独以冷却模式运行的系统相关。 [0021] 参照图1，所述热泵系统12示出为包括压缩机14、室外热交换器16、室内热交换器18、以及四通阀20。所述压缩机14流体连接到所述室外热交换器16、室内热交换器18、以及四通阀20并且在设置于所述热泵系统12中的制冷剂上施加压力以使所述制冷剂在所述热泵系统12内以及在所述室外热交换器16、室内热交换器18、以及四通阀20之间循环。所述压缩机14可以包括流体连接到所述四通阀20的吸气口22以及类似地流体连接到所述四通阀20的排气口24。 [0022] 所述室外热交换器16用作冷却模式中的冷凝器以及用作加热模式中的蒸发器，并且包括室外盘管26、第一端28、第二端30。所述第一端28流体连接到所述四通阀20并且所述第二端30流体连接到阀装置32。 [0023] 所述阀装置32可以包括设置在所述室外热交换器16的第二端30附近的恒温膨胀阀或电子膨胀阀36以及止回阀34。虽然公开了恒温膨胀阀和电子膨胀阀36，但是可以采用任何合适的膨胀装置，包括，例如阀或者毛细管。在冷却模式中，所述止回阀34和膨胀阀36允许制冷剂从所述室外热交换器16的第二端30流向所述室内热交换器18。在加热模式中，来自室内热交换器18的制冷剂被限制流动通过所述止回阀34以及进入室外热交换器16。通过限制流过止回阀34，制冷剂在到达室外热交换器16之前强迫流动通过膨胀阀36以在到达所述室外热交换器16之前使所述制冷剂膨胀。 [0024] 所述室内热交换器18用作冷却模式中的蒸发器以及用作加热模式中的冷凝器并且可以包括室内盘管38、第一端40、以及第二端42。所述第一端40可以流体连接到阀装置44而所述第二端可以流体连接到四通阀20。 [0025] 所述阀装置44可以包括止回阀46和恒温膨胀阀48。虽然公开了恒温膨胀阀48，但是可以采用任何合适的膨胀阀。在冷却模式中，所述止回阀46限制制冷剂从所述室外热交换器16流向所述室内热交换器18。限制制冷剂流动通过所述止回阀46将来自所述室外热交换器16的制冷剂引导通过所述膨胀阀48以在到达所述室内热交换器18之前使所述制冷剂膨胀。在加热模式中，制冷剂可以从所述室内热交换器18的第一端40自由流动通过止回阀46和膨胀阀48中的每一个，以允许制冷剂到达室外热交换器16。 [0026] 所述热泵系统12的运行将参照图1详细描述。在冷却模式中，制冷剂沿着大体由箭头“C”所标示的方向流动通过所述热泵系统12。所述压缩机14从大体在所述四通阀20和所述压缩机14的入口22之间延伸的管道50抽吸气态的低压制冷剂。所述压缩机14对低压制冷剂加压并且一旦加压到排气压力就在排气口24处将所述制冷剂从压缩机排出。处于排气压力的制冷剂沿着在所述压缩机14的排气口24和所述四通阀20之间延伸的管道52移动。 [0027] 在冷却模式中，所述四通阀20处于使得从所述压缩机14的排气口24接收到的制冷剂被引导到所述室外热交换器16的第一端28的位置。所述制冷剂从所述四通阀20沿着在所述四通阀20和所述室外热交换器16的第一端28之间延伸的管道54移动。 [0028] 一旦处于排气压力的制冷剂到达所述室外热交换器16，处于排气压力的制冷剂就进入所述室外盘管26并且开始从气体到液体的相变。在这种情况下，所述制冷剂排出热量，通过经由风扇68循环空气经过所述室外热交换器16，热量从室外热交换器16排出。当到达所述室外盘管26的第二端30时，制冷剂处于液态并且沿着大体在所述阀装置32和所述室外热交换器16的第二端30之间的延伸的管道56朝向所述阀装置32移动。 [0029] 所述制冷剂沿着管道56移动并且遇到所述膨胀阀36。所述膨胀阀36允许所述液态制冷剂移动穿过并且沿着大体在所述膨胀阀和所述阀装置44之间延伸的管道58朝向所述阀装置44移动。尽管一些液体移动穿过所述膨胀阀36并且沿着管道56和58朝向所述阀装置44移动，但是部分液体制冷剂离开所述室外热交换器16并且沿着管道56移动并且从所述膨胀阀36转变方向而沿着在管道56和58之间延伸的管道60朝向止回阀34移动。沿着管道60移动的制冷剂被允许穿过所述止回阀34并且沿着管道60移动直到遇到管道 58。所述液体制冷剂沿着管道58移动并且朝向阀装置44移动。 [0030] 在遇到所述阀装置44之前，所述液体制冷剂沿着管道58移动。此时，部分液体制冷剂遇到膨胀阀48并且被所述膨胀阀48膨胀，使得液体制冷剂的压力降低。压力降低的液体制冷剂离开所述膨胀阀48并且沿着大体在所述膨胀阀48和所述室内热交换器18的第一端40之间延伸的管道62移动。沿着管道58移动的部分液体制冷剂遇到大体在管道58和管道62之间延伸的管道64。 [0031] 沿着管道64移动的所述液体制冷剂遇到所述止回阀46并且被所述止回阀46限制进一步沿着管道64移动。由于止回阀46限制液体制冷剂沿着管道64从管道58移动到管道62，所以在管道64中移动的液体制冷剂转变方向朝向管道58返回并且通过所述膨胀阀48。管道64和止回阀46之间的配合强迫沿着管道58从所述阀装置32朝向所述阀装置44移动的全部液体制冷剂在所述制冷剂遇到所述室内热交换器18之前通过所述膨胀阀48以降低液体制冷剂的压力（即，膨胀所述液体制冷剂）。 [0032] 一旦膨胀后的液体制冷剂在所述第一端40进入所述室内热交换器18，所述膨胀后的液体制冷剂进入所述室内盘管38。一旦膨胀后的液体制冷剂进入所述室内盘管38，膨胀后的液体制冷剂开始从液态到气态的相变。在这种情况下，所述液体制冷剂吸收所述室内盘管38周围的热量，从而冷却所述室内热交换器18附近的空间。 [0033] 风扇64可以设置在所述室内盘管38附近以将空气循环通过所述室内盘管38，以便将通过所述室内盘管38吸收热量而产生的冷却空气引导到待冷却空间（即，建筑物、房间、制冷器等）。一旦制冷剂充分从液相变化到气相，则气态制冷剂在所述第二端42离开所述室内盘管38并且沿着在所述室内热交换器18和所述四通阀20之间延伸的管道66移动。一旦所述气态制冷剂遇到所述四通阀20，则所述四通阀20将低压气态制冷剂沿着管道50并且朝向所述压缩机14的入口22引导以重新开始循环。 [0034] 继续参照图1，将详细描述热泵系统12在加热模式中的运行。如以上参照冷却模式所述，压缩机14通过将低压的气态制冷剂在所述入口22抽吸到所述压缩机14中开始循环。所述压缩机14对所述低压制冷剂加压到排气压力并且将处于排气压力的气体引导到所述四通阀20。 [0035] 所述四通阀20引导处于排气压力的气体沿着箭头“H”所标明的方向通过所述热泵系统12。所述四通阀20将处于排气压力的气体沿着管道66从所述四通阀20朝向所述室内热交换器18引导。处于排气压力的气体被所述室内热交换器18在所述第二端42接收。处于排气压力的气体被接收到所述室内热交换器18中并且移动通过所述室内盘管38。 [0036] 当处于排气压力的气体移动通过所述室内盘管38时，处于排气压力的气体的状态从气态转变为液态。当所述制冷剂的状态从气态转变到液态时，所述制冷剂将热量排出到大体包围所述室内热交换器18的区域。所排放的热量可以通过循环空气通过所述室内盘管38的风扇64从所述室内热交换器18传递到包围所述室内热交换器18的区域，以加热大体包围所述室内热交换器18的区域。 [0037] 一旦所述制冷剂充分从气态转变到液态，液体制冷剂在第一端40离开所述室内热交换器18并且沿着管道62朝向所述阀装置44移动。所述液体制冷剂被允许通过所述膨胀阀48和止回阀46朝向管道58和阀装置32流动。 [0038] 一旦液体制冷剂遇到所述阀装置32，部分液体制冷剂经过所述膨胀阀36并且在到达所述室外热交换器36之前通过所述膨胀阀36膨胀。来自管道58的部分液体制冷剂移动通过管道60并且遇到所述止回阀34。所述止回阀限制液体制冷剂沿着管道60从管道58向管道56流动，因此，强迫所述液体制冷剂流向所述膨胀阀36并且通过该膨胀阀。因此，所述止回阀34和所述膨胀阀36之间的配合减小了所述液体制冷剂在所述液体制冷剂进入所述室外热交换器16之前的压力（即，使所述液体制冷剂膨胀）。 [0039] 当进入所述室外热交换器16时，所述液体制冷剂移动通过所述室外盘管26并且从液态转变成气态。在这种情况下，所述液体制冷剂从大体包围所述室外热交换器的区域吸收热量。通过吸收热量，大体包围所述室外热交换器16的区域被冷却。通过使用设置在所述室外盘管26附近的风扇68，冷却空气可以从包围所述室外热交换器16的区域排出。所述风扇68可以将空气循环通过所述室外盘管26以将冷却的空气从所述室外热交换器16排出。 [0040] 一旦气体从液体相变为低压气体，低压气体就在所述第一端28离开所述室外热交换器16并且沿着管道54朝向所述四通阀20移动。所述四通阀20将低压制冷剂沿着管道50朝向所述压缩机14引导。通过压缩机14在所述入口22抽吸所述低压制冷剂以重新开始循环。 [0041] 特别参照图1和2，将详细描述所述控制和诊断系统10。所述控制和诊断系统10可以包括分布式结构，所述分布式结构包括恒温器70、室内控制模块72、以及室外控制模块74。所述恒温器70可以设置在待加热或冷却的空间内，例如设置在建筑物的房间内。所述恒温器70可以与设置在待加热和/或冷却的空间中的温度传感器76通信以为所述恒温器70提供所述待加热和/或冷却的空间的温度指示。所述恒温器70还可以与设置在待加热和/或冷却的空间中的相对湿度传感器78通信，以为所述恒温器70提供待加热和/或冷却的空间中的相对湿度指示。 [0042] 所述室内控制模块72可以与所述恒温器70通过硬线连接或者通过无线连接通信。所述室内控制模块72还可以与所述室外控制模块74通过硬线连接或者无线连接通信。尽管示出了室内控制模块72和室外控制模块74为分开的模块，但是所述室内控制模块72和室外控制模块74可以集成在单个控制模块中。如果所述室内控制模块72和所述室外控制模块74集成在单个控制模块中，则所述单个控制模块可以与所述恒温器70通信。 [0043] 所述室内控制模块72可以与设置在所述热泵系统12中的各种温度传感器通信。在一种以冷却模式运行的配置中，所述室内控制模块可以与设置为大体接近所述阀装置44的膨胀阀48的第一端的温度传感器80通信。所述温度传感器80可以检测所述膨胀阀48的入口附近的管道58内的制冷剂温度并且为所述室内控制模块72提供表示所述液体制冷剂温度的信号。温度传感器82可以设置在所述室内热交换器18中并且可以定位在所述室内盘管38的中点附近。所述温度传感器82可以检测在所述室内盘管38中循环的制冷剂的温度并且可以为所述室内控制模块72提供表示所述室内盘管38的中点处的制冷剂的温度的信号。 [0044] 所述室内控制模块72还可以与设置在所述室内热交换器18的出口附近的温度传感器84通信。所述温度传感器84可以设置为接近所述室内热交换器18的第二端42并且可以检测所述室内热交换器18的第二端42附近的制冷剂的温度。所述温度传感器84可以向所述室内控制模块72提供表示所述室内热交换器18的第二端42附近的制冷剂温度的信号。 [0045] 所述室外控制模块74可以类似地与设置在所述热泵系统12中的多个传感器通信。所述室外控制模块74可以与室外环境温度传感器86通信，所述室外环境温度传感器为所述室外控制模块74提供大体表示所述室外热交换器16附近的室外环境状况的温度的信号。所述室外控制模块74还可以与设置在所述室外热交换器16的第一端28附近的温度传感器88通信。所述温度传感器88可以为所述室外控制模块74提供大体表示在所述室外热交换器16的第一端28附近的管道54中循环的制冷剂的温度的信号。 [0046] 温度传感器90可以设置在所述室外热交换器16中以为所述室外控制模块74提供表示在所述室外热交换器16中循环的制冷剂的温度的信号。所述温度传感器90可以设置在所述室外盘管26的中点附近以为所述室外控制模块74提供表示所述室外盘管26的中点附近的制冷剂的温度的信号。另外，温度传感器92可以沿着管道56接近所述室外热交换器16的第二端30设置。所述温度传感器92可以向所述室外控制模块74提供表示管道56中的液体制冷剂的温度的信号。所述温度传感器92可以沿着管道56接近所述室外热交换器16的第二端30设置或者沿着管道58接近所述阀装置32的膨胀阀36设置。在任一个位置，所述温度传感器92可以向所述室外控制模块74提供表示沿着管道56和/或58的位置处的液体制冷剂的温度的信号。 [0047] 虽然示出了所述温度传感器80、92沿着在所述室外热交换器16和所述室内热交换器18之间延伸的管道58是分开的，但是可替代地，也可以使用一个温度传感器测量沿着管道58的液体的温度。两个传感器一般用于室外热交换器16与室内热交换器18分开预定距离的“分离系统”。对于室外热交换器16很接近室外热交换器18的“组合系统”，可以使用一个传感器。 [0048] 各种温度传感器80、82、84、86、88、90、92在整个热泵系统12中的布置允许所述室内控制模块72和室外控制模块74确定各种系统运行参数。具体地，对于冷却模式和加热模式二者，所述室内控制模块72和室外控制模块74能够确定热泵系统12的排气过热、热泵系统12的低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热。如所示出的，将所述温度传感器80、82、84、86、88、90、92设置在所述热泵系统12中允许室内控制模块72和室外控制模块74确定上述运行参数中的每一个（即，排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热）而不需要用于各个系统参数的单独传感器。相同的温度传感器可以用于冷却模式和加热模式以确定在冷却模式和加热模式过程中系统的运行状态。 [0049] 另外，这些运行参数可以用于确定压缩机运行包络线并且将这些运行包络线与预定的或者储存的压缩机运行包络线相比较。例如，蒸发器温度、冷凝器温度、吸气过热、以及排气过热可以被用于确定压缩机运行包络线，该运行包络线可以与预定的或者储存的压缩机运行包络线相比较以确保压缩机14在可接受的范围内运行。 [0050] 虽然室内控制模块72和室外控制模块74描述为基于从设置在所述热泵系统12中的各种温度传感器80、82、84、86、88、90、92接收到的信息确定系统运行状态，例如排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热，但是可替代地或者另外地，所述运行状态也可以通过可以与所述室内控制模块72和室外控制模块74的每一个通信的外部控制模块94确定。所述外部控制模块94可以是手持设备并且可以与室内控制模块72和室外控制模块74、和/或温度传感器80、82、84、86、88、90、92通过有线或者无线连接进行通信以取回运行参数（即，排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热）和/或这些运行参数的历史数据。可以将这些历史数据与当前的运行数据比较以对所述热泵系统12进行诊断。 [0051] 所述外部控制模块94可以从室内控制模块72和室外控制模块74的每一个取回传感器数据以确定系统运行参数并且可以与所述室内控制模块72和室外控制模块74远距离地定位。所述外部控制模块94还可以接收所述室内控制模块72和室外控制模块74确定的系统运行状态以与所述外部控制模块94确定的系统运行状态相比较。在任一个配置中，所述系统运行状态可以利用图3中所示的关系由各个控制模块72、74、94确定。 [0052] 系统运行参数（即，排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热）的计算将参照图3详细描述。当所述热泵系统12以冷却模式运行时，热泵系统12的排气过热可以通过从室外盘管入口温度减去所述室外盘管中点温度来确定。如上所述，当所述热泵系统12以冷却模式运行时，制冷剂沿着管道54从四通阀20朝向室外热交换器16流动。由于温度传感器88与管道54连接，当所述热泵系统12以冷却模式工作时，所述温度传感器88能够检测所述室外热交换器16入口附近的制冷剂的温度。所述室外盘管26的中点附近的制冷剂的温度可以通过位于所述室外盘管26的中点附近的温度传感器90获得。 [0053] 所述室外控制模块72从设置为接近所述室外热交换器16的第一端28（即，冷却模式中的入口）的温度传感器88和设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器90接收到的信息可以通过从接近所述室外热交换器16的第一端28的制冷剂温度减去所述室外盘管26的中点附近的温度被所述室外控制模块74用于确定排气过热。 [0054] 所述室外控制模块74可以将从温度传感器88、90接收到的传感器数据传递到外部控制模块94和/或可以将所确定的排气过热值传送到外部控制模块94。所述外部控制模块94可以利用传感器数据以通过从接近所述室外热交换器16的第一端28的制冷剂温度减去所述室外盘管26的中点的温度而独立确定所述排气过热，并将其与从所述室外控制模块74接收到的排气过热值相比较。可替代地，所述外部控制模块94可以利用从所述室外控制模块74接收到的传感器数据计算所述热泵系统12的排气过热，而不用由所述室外控制模块74执行与所计算的排气过热相比较。 [0055] 所述室外控制模块74可以通过从所述室外盘管26的中点附近的温度减去所述室外热交换器16的出口附近的液体制冷剂的温度确定所述热泵系统12的低温冷却。如上所述，所述室外控制模块74可以从设置在所述室外热交换器16的出口附近的温度传感器92接收表示冷却模式中离开所述室外热交换器16的液体制冷剂的温度的信号。所述室外控制模块74还可以从设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器90接收表示所述室外盘管26的中点附近的温度的信号。一旦从所述温度传感器90、92接收到信息，所述室外控制模块74可以通过从所述温度传感器90接收到的值减去从所述温度传感器92接收到的值确定所述热泵系统12的低温冷却。如上面关于所述排气过热的计算所提到的，所述室外控制模块74可以类似地将传感器数据和/或所确定的低温冷却值传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以独立确定所述热泵系统12的低温冷却并且可以将所确定的低温冷却值与从所述室外控制模块74接收到的低温冷却值相比较。 [0056] 所述室外控制模块74可以通过从所述室外盘管26的中点附近的温度减去室外环境温度确定所述冷凝器温度差。一旦接收到来自所述室外环境温度传感器86和位于所述室外盘管26的中点附近的温度传感器90的信号，所述室外控制模块74可以确定所述冷凝器温度差。一旦接收到来自各个温度传感器86、90的信号，所述室外控制模块74可以通过从所述室外盘管26的中点附近获得的温度减去所述室外环境温度确定所述冷凝器温度差。所述室外控制模块74可以将传感器数据和/或所确定的冷凝器温度差传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以独立确定所述冷凝器温度差并且可以将所确定的冷凝器温度差与从所述室外控制模块74接收到的冷凝器温度差相比较。 [0057] 在冷却模式中，所述室内控制模块72可以通过从所述室内热交换器18的出口附近的温度减去所述室内盘管38的中点附近的温度确定所述热泵系统12的吸气过热。所述室内控制模块72可以从位于所述室内盘管38的中点附近的温度传感器82接收表示所述室内盘管38的中点附近的温度的信号。所述室内控制模块72可以从所述温度传感器84接收表示所述室内热交换器18的出口附近的温度的信号。一旦传感器数据被所述室内控制模块72接收，所述室内控制模块72可以通过从所述室内热交换器18的出口附近的温度减去所述室内盘管38的中点附近的温度确定所述热泵系统12的吸气过热。所述室内控制模块72可以将所述热泵系统12的吸气过热和/或从所述温度传感器82、84接收到的传感器数据传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以基于收到的传感器数据独立确定所述热泵系统12的吸气过热并且可以将所确定的吸气过热与从所述室内控制模块72接收到的吸气过热值相比较。 [0058] 一旦所述室外控制模块74确定了所述热泵系统12的吸气过热，所述吸气过热和/或传感器数据可以被传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以利用传感器数据独立确定所述吸气过热并且可以将所确定的吸气过热与从所述室外控制模块74接收到的吸气过热值相比较。 [0059] 在加热模式中，一旦已知所述室外盘管26的中点附近的温度和离开所述室外热交换器16的液体制冷剂的温度，所述室外控制模块74可以确定所述热泵系统12的吸气过热。所述室外控制模块74可以从设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器90接收信号并且还从设置在所述室外热交换器16的出口附近的温度传感器92接收信号。一旦所述室外控制模块74接收到来自设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器90的信号和来自设置在所述室外热交换器16的出口附近的温度传感器92的信号，所述室外控制模块74可以通过从所述室外热交换器16的出口附近的温度减去所述室外盘管的中点附近的温度确定所述热泵系统12的吸气过热。 [0060] 在加热模式中，所述室内控制模块72可以通过从所述室内热交换器18的入口附近的温度减去所述室内盘管38的中点附近的温度确定排气过热。所述室内控制模块72可以从设置在所述室内盘管38的中点附近的温度传感器82接收信号并且还可以从沿着所述管道58设置的温度传感器80接收信号。所述温度传感器82可以向所述室内控制模块72提供表示所述室内盘管的中点附近的温度的信号，而所述温度传感器80可以向所述室内控制模块72提供表示所述室内热交换器18的入口附近的温度的信号。一旦从各个传感器80、82接收到信号，所述室内控制模块72可以通过从所述室内热交换器18的入口附近获得的温度减去所述室内盘管38的中点处的温度确定排气过热。一旦所述室内控制模块72确定了所述热泵系统12的排气过热，可以将所述排气过热和/或传感器数据传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以独立确定所述排气过热并且可以将所确定的排气过热与来自所述室内控制模块72的排气过热值相比较。 [0061] 在加热模式中，所述室内控制模块72可以通过从所述温度传感器82接收到的所述室内盘管38的中点附近的温度减去从所述温度传感器80接收到的所述膨胀阀48附近的温度确定所述热泵系统12的低温冷却。一旦所述室内控制模块72从各个温度传感器80、82接收到传感器数据，所述室内控制模块72可以通过从所述温度传感器82接收到的所述室内盘管38的中点附近的温度减去从所述温度传感器80接收到的所述膨胀阀48附近的温度确定所述热泵系统12的低温冷却。一旦所述热泵系统12的低温冷却被所述室内控制模块72确定，所述室内控制模块72可以将传感器数据和/或所述低温冷却值传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以独立确定所述热泵系统12的低温冷却并且可以将所确定的低温冷却与从所述室内控制模块72接收到的低温冷却值相比较。 [0062] 在加热模式中，所述冷凝器温度差可以由所述室内控制模块72通过从所述室内盘管38的中点附近的温度减去待加热空间的温度确定。所述室内控制模块72可以经由恒温器70从温度传感器76接收表示待加热空间的温度的值，还可以从所述温度传感器82接收表示所述室内盘管38的中点附近的温度的值。一旦所述室内控制模块72接收到来自所述恒温器70和温度传感器82的传感器数据，所述室内控制模块72可以通过从所述室内盘管38的中点附近的温度减去待加热空间的温度确定冷凝器温度差。所述室内控制模块72可以将所确定的冷凝器温度差和/或传感器数据传递到所述外部控制模块94。所述外部控制模块94可以基于从所述室内控制模块72接收到的传感器数据独立确定所述冷凝器温度差并且可以将所确定的冷凝器温度差与从所述室内控制模块72接收到的冷凝器温度差相比较。 [0063] 参照图4-6，所示出的热泵系统12包括控制和诊断系统100。如上参照所述控制和诊断系统10所述，所述控制和诊断系统100可以集成到任何加热和/或冷却系统中。虽然所述控制和诊断系统100可以集成到任何加热和/或冷却系统中，包括仅包含加热循环的系统和仅包含冷却循环的系统，但是所述控制和诊断系统100在下文的描述中以及在附图中示出为与所述热泵系统12相关，如上所述，所述热泵系统12可以以冷却模式和加热模式二者运行。 [0064] 所述控制和诊断系统100可以监控所述热泵系统12的各种运行参数以便控制和诊断所述热泵系统12。具体地，所述控制和诊断系统100可以包括设置在所述热泵系统12的多个位置处供所述控制和诊断系统10使用的一系列温度传感器。当所述热泵系统12在加热模式或者在冷却模式运行时，所述热泵系统12内部和周围的控制和诊断系统100的温度传感器的多个位置允许所述控制和诊断系统100获得有关所述热泵系统12的性能的信息。 [0065] 所述控制和诊断系统100可以包括设置在所述压缩机14的入口侧或吸气侧附近的温度传感器102以及位于所述压缩机14的出口附近并且沿着管道52的温度传感器104。所述温度传感器102可以大体设置在所述压缩机14的入口附近并且可以检测所述压缩机 14的吸气侧的温度。所述温度传感器104可以设置在所述压缩机14的出口附近并且可以检测所述压缩机14的排气温度。 [0066] 所述控制和诊断系统100还可以包括位于所述室外盘管26的中点附近的温度传感器106并且还可以另外包括位于所述室内盘管38的中点附近的温度传感器108。温度传感器110可以设置在所述膨胀阀48附近以用于当所述热泵系统12在冷却模式运行时检测所述膨胀阀48的入口附近的温度。另外，所述控制和诊断系统100还可以包括各自设置在待加热和/或冷却区域的室温传感器112和室内相对湿度传感器114。室外环境温度传感器116可以设置在所述室外热交换器16附近的区域以检测大体包围所述室外热交换器16的区域的温度。 [0067] 所述控制和诊断系统100可以包括位于待加热和/或冷却的区域内或者附近的恒温器118。所述恒温器118可以与所述室温传感器112和所述室内相对湿度传感器114通信。所述恒温器118可以从所述室温传感器112接收表示待加热和/或冷却区域中的温度的信号并且类似地可以从所述室内相对湿度传感器114接收表示待加热和/或冷却区域中的相对湿度的信号。 [0068] 室内控制模块120可以与所述恒温器118通信，还可与设置在所述膨胀阀48附近的所述温度传感器110以及设置在所述室内盘管38的中点附近的温度传感器108通信。所述室内控制模块120还可以与系统控制模块124通信并且还为所述系统控制模块124提供经由所述恒温器118从所述室温传感器112和室内相对湿度传感器114接收到的传感器数据，还可以为所述系统控制模块124提供从所述温度传感器108、110接收到的传感器数据。像所述外部控制模块94那样，所述系统控制模块124可以与所述室内控制模块120和室外控制模块122远距离地设置。 [0069] 室外控制模块122可以与室内控制模块120通信。所述室外控制模块122可以从所述室外环境温度传感器116接收表示大体包围所述室外热交换器16的温度的信号。所述室外控制模块122还可以从设置在所述压缩机14的出口附近的温度传感器104接收信号，还可以从设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器106接收信号。所述室外控制模块122可以与所述系统控制模块124通信并且还将从所述温度传感器104、106、116接收到的传感器数据传递到所述系统控制模块124。 [0070] 虽然所描述和所示出的所述室内控制模块120和室外控制模块122是分开的控制模块，但是所述室内控制模块120和所述室外控制模块122可以是从各个相应的传感器104、106、108、110、112、114、116接收信息并且与所述系统控制模块124通信的单一控制模块。如果所述室内控制模块120和所述室外控制模块122集成到单一控制模块中，所述单一控制模块可以与所述室外热交换器16、室内热交换器18、或者压缩机14关联。 [0071] 继续参照图4-6，将详细描述所述控制和诊断系统的运行。当所述热泵系统12以冷却模式运行时，所述控制和诊断系统100可以确定所述热泵系统12的运行参数，例如排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热。类似地，当所述热泵系统12以加热模式运行时，所述控制和诊断系统100可以确定所述热泵系统12的各种运行状态，例如排气过热、低温冷却、冷凝器温度差、以及吸气过热。 [0072] 当所述热泵系统12以冷却模式运行时，所述控制和诊断系统100可以通过从所述压缩机14的排气口附近的温度减去所述室外盘管26的中点附近的温度确定所述热泵系统12的排气过热。如上所述，所述室外控制模块122可以从设置在所述压缩机14的出口附近的温度传感器104接收表示所述压缩机14的排气温度的信号，并且还从设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器106接收信号。一旦所述室外控制模块122接收到来自各个传感器104、106的信号，所述室外控制模块122可以通过从所述压缩机14的排气温度减去所述室外盘管26的中点附近的温度计算所述热泵系统12的排气过热。 [0073] 所述室外控制模块122可以将从所述传感器104、106、116接收到的传感器数据以及所确定的排气过热传递到系统控制模块124。所述系统控制模块124可以利用传感器数据独立确定所述热泵系统12的排气过热并且将所确定的排气过热与从所述室外控制模块122接收到的排气过热值相比较。 [0074] 所述室外控制模块122可以通过从所述室外盘管26的中点附近的温度减去所述膨胀阀48附近的温度确定所述热泵系统12的低温冷却。如上所述，所述室外控制模块122可以从位于所述室外盘管26的中点附近的所述温度传感器106接收表示所述室外盘管26的中点附近的温度的信号。所述室外控制模块122还可以从设置在所述膨胀阀48的入口附近的所述温度传感器110接收表示液体制冷剂在经过所述膨胀阀48之前的温度的信号。一旦所述室外控制模块122接收到来自各个传感器106、110的信号，所述室外控制模块122可以通过从所述室外盘管26的中点附近的温度减去所述膨胀阀48附近的温度确定所述热泵系统12的低温冷却。 [0075] 一旦所述热泵系统12的低温冷却被所述室外控制模块122确定，所述室外控制模块122可以将所确定的低温冷却传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以基于从所述室外控制模块122接收到的传感器数据计算所述热泵系统12的低温冷却，并且可以将所确定的低温冷却值与从所述室外控制模块122接收到的低温冷却值相比较。 [0076] 一旦确定了室外环境温度和所述室外盘管26的中点附近的温度，可以通过所述室外控制模块122确定冷凝器温度差。如上所述，所述室外控制模块122可以从所述室外环境温度传感器126接收表示大体包围所述室外热交换器16的温度的信号，还可以从设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器106接收表示所述室外盘管26的中点附近的温度的信号。一旦传感器数据被所述室外控制模块122接收，所述室外控制模块122可以通过从所述室外盘管26的中点附近的温度减去室外环境温度确定冷凝器温度差。 [0077] 所述室外控制模块122可以将所述冷凝器温度差传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以基于从所述室外控制模块122接收到的传感器数据独立确定所述冷凝器温度差。所述系统控制模块124可以将所确定的冷凝器温度差与从所述室外控制模块122接收到的冷凝器温度差相比较。 [0078] 所述热泵系统12的吸气过热可以由所述室外控制模块122通过从所述压缩机14的入口的温度减去所述室内盘管38的温度确定。如上所述，所述室外控制模块122可以从设置在所述压缩机14的入口附近的温度传感器102接收表示所述压缩机14的吸气温度的信号，还可以从设置在所述室内盘管38的中点附近的温度传感器108接收信号。一旦从各个温度传感器102、108接收到传感器数据，所述室外控制模块122可以通过从所述压缩机14的入口附近的温度减去所述室内盘管38的中点附近的温度确定所述热泵系统12的吸气过热。 [0079] 所述室外控制模块122可以将所确定的吸气过热传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以基于从所述室外控制模块122接收到的传感器数据独立确定所述热泵系统12的吸气过热。所述系统控制模块124可以将所确定的热泵系统12的吸气过热与从所述室外控制模块122接收到的吸气过热值相比较。 [0080] 当所述热泵系统12以加热模式运行时，所述热泵系统12的排气过热可以由所述室内控制模块120通过从所述压缩机14的排气温度减去所述室内盘管38的中点附近的温度确定。如上所述，所述室内控制模块120可以从设置在所述室内盘管38的中点附近的温度传感器108接收信号，还可以从设置在所述压缩机14的出口附近的温度传感器104接收信号。一旦所述室内控制模块120从各个传感器104、108接收到传感器数据，所述室内控制模块120可以通过从所述压缩机14的排气温度减去所述室内盘管38的中点附近的温度确定所述热泵系统12的排气过热。 [0081] 所述室内控制模块120可以将所述热泵系统12的排气过热传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以基于从所述室内控制模块120接收到的传感器数据独立确定所述热泵系统12的排气过热，并且可以将所确定的所述热泵系统12的排气过热与从所述室内控制模块120接收到的排气过热值相比较。 [0082] 所述热泵系统12的低温冷却可以由所述室内控制模块120通过从所述室内盘管38的中点附近的温度减去所述膨胀阀48附近的温度确定。如上所述，所述室内控制模块 120可以从设置在所述膨胀阀48的入口附近的温度传感器110接收信号，还可以从设置在所述室内盘管38的中点附近的温度传感器108接收信号。一旦接收到来自各个传感器108、 110的传感器数据，所述室内控制模块120可以通过从所述室内盘管38的中点附近的温度减去所述膨胀阀48附近的温度确定所述热泵系统12的低温冷却。 [0083] 所述室内控制模块120可以将所确定的所述热泵系统12的低温冷却值传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以独立确定所述热泵系统12的低温冷却，并且可以将所确定的所述热泵系统12的低温冷却值与从所述室内控制模块120接收到的低温冷却值相比较。 [0084] 所述冷凝器温度差可以由所述室内控制模块120通过从所述室内盘管38的中点附近的温度减去待加热空间的温度确定。如上所述，所述室内控制模块120可以与所述恒温器118通信。因此，所述室内控制模块120可以经由所述恒温器118从所述室温传感器112或室内相对湿度传感器114接收传感器数据。所述室内控制模块120可以从设置在所述室内盘管38的中点附近的温度传感器108接收所述室内盘管38的中点附近的温度。一旦所述传感器数据被所述室内控制模块120接收，所述室内控制模块120可以通过从所述室内盘管38的中点附近的温度减去待加热空间的温度确定。 [0085] 可以将所述冷凝器温度差传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以基于从所述室内控制模块120接收到的传感器数据独立确定所述冷凝器温度差，并且可以将所确定的冷凝器温度差与从所述室内控制模块120接收到的冷凝器温度差相比较。 [0086] 所述室内控制模块120可以通过从所述压缩机14的入口附近的温度减去所述室外盘管26的中点附近的温度确定所述热泵系统12的吸气过热。如上所述，所述室内控制模块120可以从设置在所述室外盘管26的中点附近的温度传感器接收信号，并且还可以从设置在所述压缩机14的入口（即，吸气侧）附近的温度传感器102接收信号。一旦从各个传感器102、106接收到传感器数据，所述室内控制模块120可以通过从所述压缩机14的入口附近的温度减去所述室外盘管26的温度确定所述热泵系统12的吸气过热。 [0087] 所述室内控制模块120可以将所确定所述热泵系统12的吸气过热传递到所述系统控制模块124。所述系统控制模块124可以基于从所述室内控制模块120接收到的传感器数据独立确定所述热泵系统12的吸气过热，并且可以将所确定的所述热泵系统12的吸气过热与从所述室内控制模块120接收到的吸气过热值相比较。 [0088] 如上所述，所述控制和诊断系统10以及控制和诊断系统100可以分别与所述系统控制模块94、124通信，用于它们之间的数据传递。所述系统控制模块94、124可以包括一般系统信息，例如供所述系统控制模块94、124使用以确认从所述室内控制模块72、120和室外控制模块74、122接收到的运行参数、以及用于诊断所述热泵系统12的压缩机映射。所述系统控制模块94、124可以是受让人共同拥有的提交于2004年12月30日的专利申请No.11/027,757和提交于2006年7月19日的专利申请No.60/831,755中公开的类型，这些申请的公开内容通过引用并入本文。例如，所述系统控制模块94、124可以利用从所述室内控制模块72、120和室外控制模块74、122接收到的信息来诊断所述热泵系统12，以便除了上述系统运行参数之外，确定所述热泵系统12的效率和/或制冷剂填充。 |
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