CN101124436A

CN101124436A - 用于监控制冷剂循环系统的方法和装置

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Publication number: CN101124436A
Application number: CNA2005800321020A
Authority: CN
Inventors: L·卡特斯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2008-02-13
Also published as: US7424343B2; US20080051945A1; US20060036349A1

Abstract

本申请描述了一种监控制冷剂循环系统运行的各个方面的实时监控系统。在一个实施例中，所述系统包括一个处理器，其测量提供给制冷剂循环系统的功率，收集来自一个或多个传感器的数据，并使用传感器数据计算与所述系统的效率有关的品质因数。在一个实施例中，所述传感器包括以下所述传感器中的一个或多个：吸入管路温度传感器，吸入管路压力传感器，吸入管路流量传感器，热气管路温度传感器，热气管路压力传感器，热气管路流量传感器，液体管路温度传感器，液体管路压力传感器，液体管路流量传感器。在一个实施例中，所述传感器包括一个或多个蒸发器空气温度输入传感器，蒸发器空气温度输出传感器，蒸发器气流传感器，蒸发器空气湿度传感器，和压差传感器。在一个实施例中，所述传感器包括一个或多个冷凝器空气温度输入传感器，冷凝器空气温度输出传感器，和冷凝器气流传感器，蒸发器空气湿度传感器。在一个实施例中，所述传感器包括一个或多个环境空气传感器和环境湿度传感器。

Description

用于监控制冷剂循环系统的方法和装置

技术领域

【0001】本发明涉及用于测量制冷剂循环系统的运行和效率的监控系统，举例而言，所述制冷剂循环系统例如为空调系统或制冷系统。

背景技术

【0002】住宅或商业建筑运行的主要连续花费之一就是向暧通空调(HVAC)系统供电的成本。如果HVAC系统没有在最高效率下运行，则系统运行的成本会不必要地增加。系统中循环的每磅制冷剂必须做其该做的功。无论是气冷，水冷，或蒸发冷却，制冷剂必须吸收蒸发器或冷却盘管中的热量，并且必须将此热通过冷凝器耗散掉(加上一些在压缩机中加入的热)。当每磅制冷剂通过蒸发器时，主要是当制冷剂经历从液体到蒸汽的状态变化时，其所做的功是由它从制冷负载中获得的热量反映的。

【0003】要使液体能够变成蒸汽，必须向其加入热或使其吸收热。这是在冷却盘管中进行的。制冷剂进入计量装置时为液体，通过计量装置进入蒸发器，在蒸发器中，它吸收热蒸发形成蒸汽。成为蒸汽后，它向前通过吸入管道或吸入管而进入压缩机中。在压缩机中，它从低温，低压蒸汽被压缩成高温，高压蒸汽；然后通过高压或排出管进入冷凝器，在冷凝器中，它经历了另一个状态变化-从蒸汽变成液体-在液体状态下，它流进液体管路再次向前进入计量装置，以再次通过蒸发器。

【0004】当作为液体的制冷剂，离开冷凝器，它可能转到接收器中，直到蒸发器中需要它时；或者它可能直接进入液体管路到达计量装置，然后进入蒸发器盘管。进入计量装置的液体具有一定的热含量(焓)，该热含量取决于其进入盘管时的温度，如附录中的制冷剂表格所示，该计量装置恰好在蒸发器盘管之前。离开蒸发器的蒸汽也具有取决于其温度的一定的热含量(焓)，如制冷剂表格所示。

【0005】这两种热含量的数量差是当每磅制冷剂通过蒸发器，并获得热量时，其所做的功的数量。每一磅制冷剂所吸收的热量称为系统的制冷能力，或系统内的制冷剂的制冷能力。

【0006】能够使系统的总效率降低的情况包括，制冷剂过量，制冷剂不足，制冷剂管路限制，压缩机故障，过载，负载不足，管道工件不够大或不干净，空气过滤器阻塞等。

【0007】不幸的是，现代HVAC系统没有包括监控系统运行的监控系统。现代的HVAC系统一般由维修技师安装，并装载制冷剂，然后就运行数月数年，而不进行进一步维修。只要系统放出冷空气，建筑物主人或住宅业主就认为系统工作正常。这种想法可能很“昂贵”；因为业主并不知道系统运行的好坏。如果系统的效率下降，系统仍可能产生期望的冷气量，但系统必须更努力地工作，消耗更多的能量来产生冷气。在很多情况下，系统的主人在效率降至很低以致再不能使建筑物致冷之前，不会检查或维修HVAC系统。造成这种情况的部分原因是因为维修HVAC系统需要特殊的工具和知识，而一般的建筑物主人或住宅业主是没有的。因此，建筑物主人或住宅业主必须支付昂贵的业务通话成本，以使系统得到评估。即使业主支付了业务通话成本，许多HVAC维修技师也不能测量系统效率。一般，HVAC维修技师仅对系统进行初步检查进行了培训(如，制冷剂装载，输出温度)，但这种初步检查不能揭示导致系统效率变差的其它因素。因此，一般的建筑物主人，或住宅业主年复一年地使HVAC系统运行，而不知道系统由于运行在最高效率以下，可能造成浪费钱财。而且，电能的低效率使用会导致由电力系统(一般称为电网)超载所造成的热浪期或其它高空调使用量时期的电灯暗淡及停电。

发明内容

【0008】实时监控系统可以解决以上这些以及其它问题，实时监控系统能监控诸如HVAC系统，冷冻机，冷却器，制冷器，水冷却器等的制冷剂系统运行的各个方面。在一个实施例中，所述监控系统被配置成能安装到现有的制冷剂系统中的改装系统。

【0009】在一个实施例中，所述系统包括处理器，该处理器测量被提供给所述HVAC系统的功率，并采集来自一个或多个传感器的数据，以及使用所述传感器数据计算与所述系统的效率有关的品质因数。在一个实施例中，所述传感器包括以下所述的传感器中的一个或多个：吸入管路温度传感器，吸入管路压力传感器，吸入管路流量传感器，热气管路温度传感器，热气管路压力传感器，热气管路流量传感器，液体管路温度传感器，液体管路压力传感器，液体管路流量传感器。在一个实施例中，所述传感器包括一个或多个蒸发器空气温度输入传感器，蒸发器空气温度输出传感器，蒸发器气流传感器，蒸发器空气湿度传感器，和压差传感器。在一个实施例中，所述传感器包括一个或多个冷凝器空气温度输入传感器，冷凝器空气温度输出传感器，和冷凝器气流传感器，蒸发器空气湿度传感器。在一个实施例中，所述传感器包括一个或多个环境空气传感器和环境湿度传感器。

附图说明

【0010】图1是用在HVAC系统，冷冻机，制冷器及类似系统中的一般的制冷剂循环系统图。

【0011】图2是一般制冷剂(R-22)的详细的压力-热图。

【0012】图3是说明在制冷循环中压力-焓变化的压力-热图。

【0013】图4是说明蒸发器运行在40华氏度()的制冷循环的压力值，热值和温度值的压力-热图。

【0014】图5是说明蒸发器运行在20的制冷循环的压力值，热值和温度值的压力-热图。

【0015】图6是说明具有40蒸发温度的图4的循环的压力-热图，此图中冷凝温度已经增加到120。

【0016】图7是说明冷凝器的低温冷却是如何提高制冷能力和COP的压力-热图。

【0017】图8是说明蒸发器中的冷却过程的压力-热图。

【0018】图9A是用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统的方框图。

【0019】图9B是用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统的方框图，系统的运行数据通过采用电力线的数据传输，提供给诸如像电力公司或监控中心的监控设备。

【0020】图9C是用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统的方框图，系统的运行数据通过采用计算机网络的数据传输，提供给诸如像电力公司或监控中心的监控设备。

【0021】图9D是用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统的方框图，有关系统运行的数据提供给恒温器和/或诸如像现场监控计算机，维护计算机，个人数字助理，个人计算机等的计算机系统。

【0022】图9E是用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统的方框图，图中提供了电子控制的计量装置以允许用能效物质控制系统。

【0023】图9F是恒温器控制以及监控系统的方框图，该监控系统具有提供给所述恒温器的数据接口设备。

【0024】图9G是恒温器控制以及监控系统的方框图，该监控系统具有提供给所述蒸发器单元的数据接口设备。

【0025】图9H恒温器控制以及监控系统的方框图，该监控系统具有提供给所述冷凝器单元的数据接口设备。

【0026】图10(包含图10A和10B)说明可以与图9A-H所示的系统结合使用的各种传感器，以监控所述制冷剂循环系统的运行。

【0027】图11说明通过蒸发器的空气的温降为湿度的函数。

【0028】图12说明一般制冷剂循环系统的热容量为制冷剂载荷的函数。

【0029】图13说明一般制冷剂循环系统中消耗的功率是制冷剂载荷的函数。

【0030】图14说明一般制冷剂循环系统的效率是制冷剂载荷的函数。

【0031】图15说明用来监控空气处理机系统中的空气过滤器的压差传感器。

【0032】图16说明监控空气处理机系统中的空气过滤器的压差传感器，其使用无线系统将过滤器压差数据提供给监控系统的其它方面。

【0033】图17说明使用过滤器框架实现图16所示的系统，使现有的空气处理机系统易于改装。

具体实施方式

【0034】图1是用在HVAC系统，冷冻机，制冷器及类似系统中的一般的制冷剂循环系统100的图。在系统100中，压缩机将热压缩制冷剂气体提供给热气管路106。热气管路将热气提供给冷凝器107。冷凝器107冷却气体并将气体冷凝成液体，该液体被提供给液体管路108。液体管路108中的液体制冷剂通过计量装置109提供给蒸发器110。制冷剂在蒸发器110中膨胀成气体，并通过吸入管路110回到压缩机。吸入操作阀120提供进入吸入管路111的入口。液体管路操作阀121提供进入液体管路121的入口。风扇123给蒸发器110提供输入空气124。蒸发器冷却该空气并提供冷却的蒸发器输出空气125。液体管路108上可以提供可选的干燥机/冷冻压缩机130。风扇122给冷凝器107提供冷却空气。

【0035】计量装置109可以是本领域使用的任何制冷剂计量装置，诸如像毛细管，固定节流孔，恒温膨胀阀(TXV)，电子控制阀，脉动电磁阀，步进电机阀，低侧浮标，高侧浮标，自动膨胀阀等。当负载变化时，诸如毛细管或固定节流孔的固定计量装置允许对系统容量进行一些调节。当室外冷凝温度升高时，更多的制冷剂通过计量装置送入蒸发器，稍微增加了其容量。相反，当热负载下降时，室外冷凝温度降低，较少的制冷剂被送入蒸发器中。对于负载变化不大的地点，固定计量装置可以很好随着负载浮动。然而，对于温度变化范围相对较大的气候而言，一般使用可调计量装置。

【0036】系统100使用膨胀气体的制冷能力冷却通过蒸发器110的空气。该制冷能力用英热单位/磅制冷剂(Btu/lb)标定；如果已知总的热负载(用英热单位/小时(Btu/hr)给出)，则可以得出系统运行每小时必须循环的制冷剂的总磅数。通过用每小时的循环量除以60，此数值可以进一步分解成每分钟必须循环的量。

【0037】由于计量装置109上的节流孔很小，当压缩的制冷剂从计量装置上的较小的开口传送到蒸发器上较大的管子时，会产生压力变化，同时温度也发生变化。温度的变化是由于一小部分制冷剂(约为20％)的蒸发产生的，并且，在制冷剂蒸发过程中，有关热量从制冷剂的剩余部分带走了。

【0038】例如，从图2的饱和R-22表中，可以看出100液体的热含量为39.27 BTU/lb，40液体的热含量为21.42 BTU/lb；这表明17.85BTU/lb必须从进入蒸发器的每磅制冷剂中去掉。40(17.85 BTU/lb)的蒸发潜热为68.87 BTU/lb。此为用给定条件下的每磅制冷剂计算制冷能力或做功的另一种方法。

【0039】压缩机105的容量应该是这样的，以使从蒸发器中去掉蒸发器及计量装置中已经蒸发的制冷剂量，来获得必要的做功。压缩机105必须能够去掉同样重量的制冷剂蒸汽，并转送到冷凝器107，以使其能冷凝成液体，并继续在制冷电路100中做额外的功。

【0040】如果压缩机105不能移去此重量，则一些蒸汽将保留在蒸发器110中。这反过来会使蒸发器110内的压力增大，并伴随有温度升高以及制冷剂做功减少，因此不能保持制冷空间内的计算工况。

【0041】压缩机105太大，会使制冷剂从蒸发器110中出来得太快，使蒸发器110内部的温度降低，以致不能保持计算工况。

【0042】为了保持制冷电路内的计算工况，需保持蒸发器110的需求和压缩机105的容量之间的平衡。这一容量取决于其排量及其容积效率。容积效率取决于压缩机105运行在此时的绝对吸入和排出压力。

【0043】在一个实施例中，系统1000控制压缩机105的速度以提高效率。在一个实施例中，系统1000控制计量装置109以提高效率。在一个实施例中，系统1000控制风扇123的速度以提高效率。在一个实施例中，系统1000控制风扇122的速度以提高效率。

【0044】系统100中，当制冷剂吸收蒸发器110盘管中的热量时，其从液体阶段过渡到蒸汽阶段。在压缩机105离子阶段，制冷剂蒸汽的温度升高，压力增加，然后在冷凝器107中制冷剂向周围冷却介质发出热量，制冷剂蒸汽冷凝返回到液体状态，以准备好再次使用在循环中。

【0045】图2说明制冷剂的压力，热量和温度特性。焓是热含量的另一种表示。像图2的这种图被称作压力-焓图。详细的压力-焓图可用于绘制图2所示的循环，但如图3所示的基本图或梗概图对于初步图解说明制冷回路的各个阶段是有用的。图上有三个基本区域，表明了图中心的饱和液相线301和饱和气相线302之间的状态变化。饱和液相线301左边的区域是低温冷却区域，在此区域中，制冷剂液体已经被冷却到对应于其压力的沸点以下；而饱和气相线302的右边的区域是过热区域，在该区域中，制冷剂蒸汽已经被加热到超过对应于其压力的汽化温度。

【0046】图300的结构说明了在制冷循环内的各个阶段制冷剂的变化。如果已知液体蒸汽状态和制冷剂的任何两个性质，则可以在图上定位该点，从该图中还可以确定其它性质。

【0047】如果此点位于饱和液相线310和气相线302之间的任何位置，则制冷剂以液体和蒸汽的混合物的形式存在。如果此位置更靠近饱和液相线301，则混合物中的液体多于蒸汽，且如果该点位于该区域的中心，为一特定压力，则表明其为50％液体，50％蒸汽的情况。

【0048】当循环的路径从右至左进行时，则会发生从蒸汽状态到液体状态即冷凝过程的变化；而从液体至蒸汽状态的变化，即蒸发过程是从左至右的。左边的垂直轴表明绝对压力，水平轴表明热含量，即焓，单位为BTU/lb。

【0049】一定压力下两个饱和线310，302之间的距离，如热含量线所示，等于一定绝对压力下制冷剂蒸发的潜热。在不同压力下，两个饱和线之间的距离并不相同，这是因为他们并不是平行曲线。因此，制冷剂蒸发的潜热不同，该潜热取决于绝对压力。不同的制冷剂的压力-焓图存在差异，此差异取决于不同制冷剂的不同性质。

【0050】当冷凝的制冷液体离开冷凝器107，通过液体管路108通往膨胀或计量装置109的途中，冷凝的制冷液体的温度基本不变，或当制冷剂蒸汽离开蒸发器110，通过吸入管路111进入压缩机105后，制冷蒸汽的温度也基本不变。

【0051】图4说明了简单饱和循环的各阶段，图上适当地标注了压力，温度和热含量或焓。从饱和液体上的A点开始，所有的100的制冷剂蒸汽已经冷凝成100的液体，并位于计量装置的入口，A点和B点之间是制冷剂通过计量装置109的膨胀过程；并且制冷剂温度从100的冷凝温度降低到40的蒸发温度。

【0052】当垂直线A-B(膨胀过程)向下延伸至底部轴时，显示读数为39.27 BTU/lb，此为100液体的热含量。饱和液相线108上的、点B左边的是点Z，其也在40温度线上。从点Z向下垂直划线至热含量线，显示读数为21.42 BTU/lb，此为40液体的热含量。

【0053】点B和C之间的水平线表明蒸发器110中的蒸发过程，在蒸发器中，40液体吸收足够的热量以使制冷剂完全蒸发。点C在饱和气相线上，表明该制冷剂已经完全蒸发，并且已为压缩过程做好准备。垂直向下绘的线与焓线的相交处，表明所示为h_c的热含量为108.14BTU/lb，h_a和h_c之间差值为68.87 BTU/lb，此为如前面例子所示的制冷能力。

【0054】焓线上点h_z和h_c之间差值等于86.72 BTU/lb，它为40时1磅R-22蒸发的潜热。此数同样也表明了制冷能力，但在100时，一些制冷剂必须蒸发或汽化，以使每磅R-22的剩余部分的温度能从100下降到40。

【0055】所有制冷剂都具有体积，温度，压力，焓或热含量性质，在气态时，还具有熵的性质。熵定义为分子组成的无序程度。在制冷中，熵为气体的热含量与以兰金温度表示的绝对温度的比率。

【0056】压力-焓图绘出了恒定熵线，当气体被压缩，且没有加入外热或带走外热没有带走，熵保持相同。当熵恒定时，压缩过程称作绝热过程，其意思是气体没有从外界物体或源吸收热量，也没有向外界物体或源释放热量，就改变了其状态。在研究制冷循环时，绘制沿恒定熵线的压缩线或平行与恒定熵线的压缩线是公知常识。

【0057】在图5中，C-D线表示压缩过程，在压缩过程中，蒸汽的压力和温度从蒸发器110中的压力和温度增加到了冷凝器107中的压力和温度，假定在蒸发器110和压缩机105之间的吸入管路111中没有获得热量。对100的冷凝温度，压力计的读数大约为196磅/平方英寸；但此图是用绝对压力标定的，所以需将14.7的大气压强加入到该磅/平方英寸中，实际上为210.61磅/平方英寸。

【0058】绝对压力线上的点D等于100冷凝温度；该点不在饱和气相线上，它在过热区域的右边，在210.61磅/平方英寸线，40的恒定熵线，和大约为128的温度线的交点上。从点D垂直向下绘线，与热含量线相交在118.68 BTU/lb处，即h_d，h_c和h_d之间的差为10.54BTU/lb-加入蒸汽中的压缩热。此热量是与制冷压缩循环过程中所做的功等同的热能。它为假设饱和蒸汽进入循环的理论排出温度；在实际运行中，此排出温度可以比理论预测值高20到35。这可以通过在系统100中，将温度传感器1016连接到热气管路106来进行检测。

【0059】在压缩过程中，蒸汽通过其分子被推动或压缩靠近的作用而被加热，该作用通常称作压缩热。

【0060】线D-E表示在蒸汽能够开始冷凝过程前，必须从蒸汽中去掉的过热量。从点E垂直向下绘线，到热含量线上的点h_e的线表示距离h_d-h_e，或等于6.54 BTU/lb的热，因为100蒸汽的热含量为112.11BTU/lb。此过热通常是从热气排出管路或冷凝器107的上面部分除去的。在此过程中，蒸汽的温度降低到冷凝温度。

【0061】线E-A表示发生在冷凝器107中的冷凝过程。在点E上，制冷剂的冷凝温度为100，绝对压力为210.61磅/平方英寸的饱和蒸汽；相同的温度和压力散布到点A，但此时制冷剂为液体状态。在线E-A的任何其它点上，制冷剂处在液体和蒸汽结合的阶段；离点A越近的点，已经冷凝成液态的制冷剂的量也越大。在点A，当需要制冷剂以用于从蒸发器110中的负载上移除热时，每磅制冷剂已再次准备好进入制冷循环。

【0062】决定制冷剂的性能系数(COP)的两个因素是制冷能力和压缩热，可以写成以下等式

带入前面所示的简单饱和循环的压力-焓图中的值，等式变成：

COP = \frac{h_{c} - h_{a}}{h_{d} - h_{c}} = \frac{68.87}{10.54} = 6.53

【0063】因此，COP是一个比率，或者说是制冷循环的理论效率的度量，它是蒸发过程中吸收的能量除以压缩过程中提供给气体的能量。从等式1中可以看出，压缩过程消耗的能量越小，制冷系统的COP就越大。

【0064】图4和5中的压力-焓图比较了具有不同蒸发温度的两个简单的饱和循环，在循环的其它方面产生的各种差异。为了得出近似的数学计算比较，图4和5中所示的循环具有相同的冷凝温度，但蒸发温度会降到20。图4循环中A，B，C，D和E的值和图5(具有20蒸发器110)中的各值进行比较。比较了每个制冷循环中的制冷能力，压缩热和冷凝器中的热耗散。此比较基于以BTU/lb标定的有关热含量或焓线的数据。

对于图5中的20蒸发温度的循环而言：

净制冷能力(h_c′-h_a)＝67.11BTU/lb

压缩热(h_d′-h_c′)＝67.11BTU/lb

【0065】将以上数据和图4中具有40蒸发温度的循环的数据进行比较，说明净制冷能力(NRE)减少了2.6％，压缩热增加了16.7％。过热也会增加一些，该过热应该从热气管路106中除去，或从冷凝器107的上面部分除去。结果是吸入温度降低，冷凝温度保持相同。

【0066】从等式1得出，在20蒸发温度和100冷凝温度的循环中，每吨冷却要循环的制冷剂的重量是2.98磅/分钟/吨(lb/min/ton)：

W = \frac{200 (BTU / \min)}{NRE (BTU / l b)} = \frac{200 BTU / \min}{67.11 BTU / lb} = 2.98 lb / \min

【0067】要使更多的制冷剂加入循环，一般涉及较大的压缩机105，或者使同样大小的压缩机105运行在较高转速(rmp)。

【0068】图6说明蒸发温度为40的原来那个循环，但冷凝温度提高到了120。

【0069】再从热含量或焓线中取出特定的数据，可以得出对于120冷凝温度循环而言，h_a＝45.71，h_c＝108.14，h_d＝122.01，h_e＝112.78。因此，净制冷能力(h_c-h_a’)＝62.43 BTU/lb，压缩热(h_d′-h_c)＝13.87BTU/lb，冷凝器107过热(h_d’-h_e’)＝9.23 BTU/lb。

【0070】与具有100的冷凝温度(图4)的循环相比，此循环也可以允许在冷凝过程的温度提高到120(如图7所示)下进行计算。图7表明NRE降少了9.4％，压缩热增加了31.6％，在排出管路或冷凝器107的上面部分任何一个中除去的过热增加了40.5％。

【0071】40蒸发温度和120冷凝温度时，循环的制冷剂的重量是3.2lb/min/ton。这表明当冷凝温度为100时，必须使大约10％的更多的制冷剂循环，以做同样量的功。

【0072】这两个例子都表明，对于系统的最优效率而言，吸入温度应该尽可能大，冷凝温度应该尽可能低。当然，系统100在极端条件下能满意运行是有限制的，还必须考虑其它的方法以提高效率。设备的经济情况(成本+运行性能)最终决定可行性范围。

【0073】参考图8，在完成冷凝过程之后，所有的120的制冷剂蒸汽都为液态，如果此液体能低温冷却到100线的点A’(20的差)，NRE(h_c-h_a)将增加6.44 BTU/lb。在压缩热没有增加时，蒸发器110吸收热量的增加，将增大循环的COP，这是因为输入压缩机105的能量没有增加。

【0074】当液体暂时存储在冷凝器107或接收器时，会发生低温冷却，或者当液体通过液体管道在去往计量装置的途中，一些液体热量可能会耗散到环境温度中。在商业类型的水冷系统中使用液体低温冷却器，也能产生低温冷却。

【0075】通常，吸入蒸汽并不会在饱和状态下到达压缩机105中。蒸发过程完成之后，过热会加入蒸发器110和/或吸入管路111，以及压缩机105的蒸汽中。如果此过热仅加入到蒸发器110中，会进行一些有用的冷却；因为除了在蒸发过程中除去的热量以外，它也将从负载或产品中除去热量。但是如果该蒸汽在位于工况空间外的吸入管路111内是过热的，则没有实现有用的冷却；不过，许多系统都会发生这样的情况。

【0076】系统100中，冷凝器107中的制冷剂压力相对较高，而蒸发器110中的制冷剂压力相对较低。通过压缩机105压力会升高，而通过计量装置109压力会下降。因此，压缩机105和计量装置会维持冷凝器107和蒸发器110之间的压差。

【0077】因此，可以将制冷系统分成高侧部分和低侧部分。高侧包含高压蒸汽和液体制冷剂，它是排出热量的系统的一部分。低侧包含低压液体蒸汽和制冷剂，是吸收热量的一侧。

【0078】通过从较热的物体流动到较冷的物体，热总是试图达到平衡状态。热仅向一个方向流动，即从较热的流到较冷的。温度差(TD)允许热从一个物体流动到另一个物体。温度差越大，热流动得越快。对于要排出热量的制冷单元的高侧，其温度必须高于环境或周围温度。蒸发器110要吸收热量，其温度必须低于周围环境温度。

【0079】影响热量在两个物体之间传导的两个因素是两个物体的温度差和质量。制冷剂盘管(如，冷凝器107或蒸发器110)和周围空气之间的温度差越大，热传导得也越快。制冷剂盘管的尺寸越大，制冷剂的质量越大，都会增大热传导的速率。工程师们可以设计具有很高温度差的盘管，或设计较大的区域以增大热传导的速率。

【0080】要提高能效，系统需设计有较大的盘管，这是因为用较低的温度，较大的区域来传导热更高效。在制冷系统中，只需要较少的能量就能产生较小的压力/温度差。新型高效空调系统制造商可以采用此原则。

【0081】同样的原则也适用于蒸发器110的盘管。蒸发器输入空气124和蒸发器输出空气125之间的温差较前面的系统低。比较陈旧低效的空调系统具有运行在35输出温度的蒸发盘管，而新式高效蒸发器110可以运行在45的输出范围。两种蒸发器110都能获取较高的温度提供的相同的热量，较高效的盘管具有较大区域，因此，有更多量的制冷剂暴露在气流中以吸收热量。较高的蒸发盘管温度可以产生较少的脱湿。在湿润气候下，脱湿是整个空调的一个重要部分。

【0082】选择恰当的设备对确保系统运行及获得期望的能效很重要。以前，安装者为许多位置选择与冷凝器单元101的容量不同吨位的蒸发器110是共知常识。尽管以前的常识可以提供较高的效率，但对如今的大多数更多的有技术含量的设计系统而言，使用制造商的说明书通常可以获得合适的匹配，以提供适当运行。不匹配的系统使湿度控制较差，且会产生较高的运行成本。除了能效低，缺乏不适当的湿度控制外，不匹配系统中的压缩机105不会从返回的制冷剂蒸汽中得到足够的冷却。结果，压缩机105的温度将很高，这会减少压缩机105的寿命。

【0083】在制冷剂蒸汽离开压缩机105的排出侧之后，它进入冷凝器107。当此蒸汽通过冷凝器107时，制冷剂的热通过管道或散热片耗散到周围空气中。当除去热时，制冷剂开始从蒸汽改变状态成为液体。当液体和蒸汽的混合物继续流过冷凝器107时，有更多的热被除去，最终所有的，或实际上所有的蒸汽都变成了液体。此液体从冷凝器107的出口通过液体管路108流动到计量装置109。

【0084】高压，高温液体制冷剂通过计量装置109，在此液体的温度和压力发生了变化。当压力和温度变化时，一些液体制冷剂沸腾形成闪发气体。当制冷剂，液体和蒸汽的混合物流过蒸发器110时，热量被吸收，剩余的液体制冷剂变成了蒸汽。在蒸发器110的出口，蒸汽回流通过吸入管路111到达压缩机105。

【0085】压缩机105吸入此低压，低温蒸汽，并在循环再次开始时，将其转化成高温，高压蒸汽。

【0086】理想尺寸和功能的系统100是这样的一个系统，在冷凝器107的末端，最后一点制冷剂蒸汽变成液体，而在蒸发器110的末端，最后一点液体制冷剂变成了蒸汽。然而，因为不可能使系统运行在该理想状态，所以各单元被设计成具有一些液体制冷剂的额外的冷却，称作低温冷却，以确保没有蒸汽离开冷凝器107。即使有少量的蒸汽离开冷凝器107，就会大大地降低系统100的效率。

【0087】在蒸发器110侧，少量的额外温度被加入称作过热的制冷剂蒸汽，以确保没有液体制冷剂返回到压缩机105中。液体制冷剂返回压缩机105会损坏压缩机105。

【0088】必须在宽范围的温度条件下运行的系统将很难维持期望的低温冷却水平或过热水平。有两种元件可以使用在这些系统中，以提高运行中的效率水平和安全水平。它们是接收器和冷冻压缩机。接收器放置在液体管路108中，并含有一小部分额外的制冷剂，使系统在热天能满足高负载。冷冻压缩机放置在吸入管路111中，在冷天轻负载时，能堵住任何会流回到压缩机105中的液体制冷剂。

【0089】液体接收器可以位于冷凝器107的出口的一端，以收集液体制冷剂。液体接收器允许液体流入接收器中，并允许接收器中收集的任何蒸汽流回到冷凝器107中以转换回液体。将接收器连接到冷凝器107的管路称作冷凝管路，且其直径必须足够大，以允许液体流入接收器，蒸汽流回到冷凝器107。冷凝管路朝向接收器处必须有斜度，以允许液体制冷剂自由地从冷凝器107流入接收器。接收器的出口侧位于底部，在此，堵住的液体能流出接收器，流入到液体管路中。

【0090】接收器应被制成这样的尺寸，以使所有的制冷剂载荷能存储在接收器中。一些制冷冷凝单元具有嵌入冷凝单元底部的接收器。

【0091】冷冻压缩机位于蒸发器110的一端，并且当蒸汽制冷剂返回压缩机105时，允许液体制冷剂在冷冻压缩机的底部收集，并保留在此。冷冻压缩机的入口侧连接到蒸发器110，任何液体制冷剂和蒸汽都从此流入。冷冻压缩机的出口通过U形管子或小槽吸入蒸汽。通常在U形管子或小槽的底部有一个小端口，其允许液体制冷剂和油被吸入到吸入管路中。如果没有此小端口，则制冷剂油将在冷冻压缩机中收集，并且不会返回压缩机105。小的端口允许一些液体制冷剂进入吸入管路。然而，就是此小量的液体制冷剂会很快沸腾，所以流入压缩机105的液体制冷剂几乎没有危险。

【0092】热泵中常常有冷冻压缩机。在转换循环中，液体制冷剂能从室外盘管中回流。如果不是冷冻压缩机阻止液体制冷剂返回，其会使压缩机105损坏。

【0093】图8的压力-热图说明了蒸发器110中的冷却过程。开始时，高压液体通常被低温冷却到8-10或更低。当低温冷却液体从点A流过膨胀设备109时，其压力下降到蒸发器110的压力。大约20％的液体沸腾成气体，冷却剩余的液体-气体混合物。点B的总热量(焓)相对与点A没有变化。没有与外界交换热能。从点B到点C，剩余的液体吸收从蒸发器110的负载(空气，水等)流入的热量而沸腾。在点C，所有的液体已经蒸发，制冷剂在对应于蒸发器110压力的饱和温度下是蒸汽。

【0094】低温冷却提高了系统效率，并能阻止来自元件，管子摩擦或由于重量增加的压力损失造成的闪发气体。

【0095】许多较小的制冷系统被设计以使用膨胀设备来控制制冷剂流量，使蒸发器110将蒸汽加热到超过饱和条件，并确保没有液体小滴进入且可能损坏压缩机105。为了简便起见，这里假设通过蒸发器110没有压降。实际上，存在压降，该压降会使蒸发和冷凝过程稍微偏移所示的恒定压力线。

【0096】如果蒸发器110不必使制冷剂蒸汽过热，则其能产生更多的冷却容量。在小型系统中，此差值相对很小，而且保护压缩机105更为重要。在大型系统中，提高蒸发器性能很重要。满液式蒸发器110从点B到C吸收热量。每平方英尺的热传导表面能循环更多磅的制冷剂(更多的冷却容量)。

【0097】具有较少热传导表面的尺寸不够大的蒸发器，在相同的温度下，不能与合适大小的蒸发器处理相同的热负载。用较低的吸入压力和温度就能达到新的平衡点。负载会减少，排出压力和温度也会减小。蒸发器尺寸不够大和热负载的减少都对制冷循环产生类似的影响，这是因为它们从制冷剂中除去的热较少。

【0098】当环境温度升高时，蒸发器上的负载会增加。当蒸发器上的负载增加时，压力会增大。运行点上移至压力-热量曲线的右边。当蒸发器上的负载减小时，蒸发器上的负载减小，而且压力下降。压力-量曲线上的运行点下移。因此，环境温度的知识对确定系统100是否有效运行很有用。

【0099】图9A是用来监控制冷剂循环系统的运行的监控系统900的方框图。在图9A中，一个或多个冷凝器单元传感器901测量冷凝器单元101的各组件的运行特性，一个或多个蒸发器单元传感器902测量蒸发器单元102的运行特性，一个或多个环境传感器903测量环境条件。来自冷凝器单元传感器901，蒸发器单元传感器902及冷凝器单元传感器903的传感器数据提供给处理系统904。处理系统904使用这些传感器数据来计算系统效率，识别潜在的性能问题，计算能量用量等。在一个实施例中，处理系统904计算由于低效运行造成的能量用量和能量成本。在一个实施例中，处理系统904根据逝去的时间和/或过滤器用量规划过滤器维护。在一个实施例中，处理系统904识别潜在的性能问题(如，低气流，不足或不平衡负载，过载，低环境温度，高环境温度，制冷剂不足，制冷剂过量，液体管路限制，吸入管路限制，热气管路限制，低效压缩机等)。在一个实施例中，处理系统904提供能量用量和成本的绘图或图表。在一定实施例中，处理系统904，监控系统提供由于制冷剂循环系统的低效运行造成的额外能量成本的绘图或图表。在一个实施例中，处理系统904提供有温度调节装置或恒温器952。在一个实施例中，将处理系统904和恒温器952结合。

【0100】图9B是系统900的方框图，其中来自制冷剂循环系统的运行数据提供给诸如像电力公司或监控中心的远程控制设备950。在一个实施列中，系统900将与制冷剂循环系统的运行效率有关的运行数据提供给远程监控器950。在一个实施例中，远程监控设备将运行效率数据提供给电力公司或政府机构。

【0101】采用如图9B所示的通过电力线传输数据和/或采用如图9B所示的通过数据网络(如，因特网，无线网络，电缆调制解调器网络等)传输数据，数据可以从系统900传输到远程监控设备。还结合图9F-H进行了讨论。

【0102】图9D是用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统的方框图，图中与系统运行有关的数据提供给恒温器952和/或诸如像现场监控计算机，维护计算机，个人数字助理，个人计算机等的计算机系统953。

【0103】图9E是用于监控制冷剂循环系统的运行的监控系统的方框图，这里提供了电子控制的计量装置960，从而允许以能效物质控制系统。

【0104】图9F是恒温器控制以及监控系统的方框图，该监控系统提供给所述恒温器952的数据接口设备955。恒温器952一般使用相对较低的低压控制线路与蒸发器单元控制器953通信。控制单元953一般为空气处理机风扇和蒸发器单元102中的其它系统提供继电电路和其它的控制电路。控制线路还提供给冷凝器单元101中的冷凝器单元控制器954。控制器954为压缩机105，冷凝器风扇等提供了继电电路和其它控制电路。将数据接口设备955提供给低压控制线路，以允许恒温器952接收来自在远程监控器950的控制信号。

【0105】图9G是恒温器控制和监控系统的方框图，其中数据接口设备956提供给控制器954。数据接口设备956允许远程监控器950和冷凝器单元通信。在一个实施例中，数据接口设备956允许远程监控器读取来自冷凝器单元101的传感器数据。在一个实施例中，数据接口设备956允许远程监控器关掉冷凝器单元101。在一个实施例中，数据接口设备956允许远程监控器将压缩机105切换到低速模式。在一个实施例中，数据接口设备956允许远程监控器将冷凝器单元101切换到省电模式。

【0106】图9H是恒温器控制和监控系统的方框图，其中数据接口设备957提供给控制器953。

【0107】在一个实施例中，数据接口设备955-957被配置成电力线调制解调器(如，采用宽带电力线传输(BPL)，或其它电力线联网技术)。在一个实施例中，数据接口设备955-957被配置成使用无线传输的无线调制解调器进行通信。在一个实施例中，数据接口设备955-957被配置成电话调制解调器，电缆调制解调器，以太网调制解调器或类似，以使用有线网络进行通信。

【0108】在一个实施例中，系统900将来自冷凝器单元传感器901和/或蒸发器单元传感器902的传感器数据提供给远程监控设备950。在一个实施例中，系统900使用来自冷凝器单元传感器901和/或蒸发器单元传感器902的数据，计算制冷剂循环系统的效率因数，而且系统900将此效率因数提供给远程监控设备950。在一个实施例中，系统900通过制冷剂循环系统提供功率用量数据(如，使用的功率量)，且系统900将此效率因数提供给远程监控设备950。在一个实施例中，系统900为传输给远程监控器950的数据提供标识码(ID)以识别系统900。

【0109】在一个实施例中，远程监控器950提供有与用于制冷剂循环系统(如，基于制冷剂循环系统的制造商和设计特性)的最大期望效率有关的数据，以使远程监控器950能确定相对效率(也就是，制冷剂循环系统是如何根据期望的运行效率运行的)。在一个实施例中，远程监控器950将效率数据提供给电力公司或政府机构，以能根据系统的效率收取电费。在一个实施例中，住宅主人(或建筑物主人)为提供给制冷剂循环系统的电能被收取较高的电费，因为该制冷剂循环系统在相对较低的绝对效率下运行。在一个实施例中，住宅主人(或建筑物主人)为提供给制冷剂循环系统的电能被收取较高的电费，因为该制冷剂循环系统在相对较低的相对效率下运行。在一个实施例中，根据制冷剂循环系统的相对和绝对效率相结合，向住宅主人(或建筑物主人)收取电费。在一个实施例中，提供给监控系统950的数据用来向住宅主人(或建筑物主人)提供提示制冷剂循环系统正在很低的效率下运行。在一个实施例中，提供给监控系统950的数据用来向住宅主人(或建筑物主人)提供提示制冷剂循环系统正在很低的效率下运行，且系统必须检修。在一个实施例中，向主人发出警告，需要检修。如果经过一段时间此单元没有检修(或如果效率没有提高)，则系统900会通过向一个或多个接口设备955-957发送命令来远程切断制冷剂循环系统。

【0110】在一个实施例中，如果在一段特定的时间内，诸如，当电力系统有很高负载时，在最高下午冷却时期，在热浪期间，在轮流停电时等情况下，住宅主人(或建筑物主人)为提供给制冷剂循环系统的电能被收取较高的电费，因为制冷剂循环系统在相对较低的效率运行。在一个实施例中，如果在一段特定的时间内，诸如，当电力系统有很高负载时，在最高下午冷却时期，在热浪期间，在轮流停电等情况下，住宅主人(或建筑物主人)为提供给制冷剂循环系统的电能被收取较高的电费(额外成本)，因为制冷剂循环系统以较低的效率运行。在一个实施例中，住宅主人(或建筑物主人)能对系统900进行编程，以接收来自电力公司的指示要收取的额外成本的信息。在一个实施例中，住宅主人(或建筑物主人)能对系统900进行编程，以在额外成本期间停机。在一个实施例中，住宅主人(或建筑物主人)在额外成本时期，通过允许电力公司远程控制制冷剂循环系统的运行来避免支付额外成本。在一个实施例中，如果系统在规定的效率之上运行，则住宅主人(或建筑物主人)仅允许在额外成本期间运行制冷剂循环系统。

【0111】在一个实施例中，系统900监控制冷剂循环系统已经运行的时间量(如，在前一天，前一星期的运行时间量等)。在一个实施例中，远程监控系统能查询系统900，以获得有关制冷剂循环系统运行的数据，一个或多个数据接口设备955-957接收查询并将请求数据发送到监控系统950，查询数据为，诸如像制冷剂循环系统的效率额定值(如，SEER，EER等)，制冷剂循环系统的电流运行效率，一段特定时期内系统的运行时间等。系统950运行员(如，电力公司或电力传输公司)，使用查询数据，以进行负载平衡决策。因此，例如像有关是否命令制冷剂循环系统停机或进入低功率模式的决策能够基于系统效率(额定效率，绝对效率，和/或相对效率)，系统已经运行的时间量，在切负载时期住宅或建筑物的主人愿意支付额外成本等。因此，如果住宅主人频繁使用低效系统，或住宅主人表示不愿意支付额外成本，则在此住宅主人已经安装高效系统，并相对较少使用该系统，及住宅主人表示愿意支付额外成本前，系统950会切断他/她的制冷剂循环系统。在一个实施例中，决定切断系统900时，监控系统950会考虑系统900的效率，系统900被使用的量以及主人愿意对付额外成本。在一个实施例中，相比低效率系统，优选高效率系统(也就是，在电源紧急情况时，高效率系统不太可能会被切断)，相对使用频繁的系统，优选使用较少的系统。

【0112】在一个实施例中，系统900将与恒温器952的设定温度有关的数据发送给监控系统950。在一个实施例中，向住宅主人(或建筑物主人)收取的电费是根据恒温器952的设定点计算的，以使较低的设定点会产生每千瓦/小时的更高费率收费。在一个实施例中，向住宅主人(或建筑物主人)收取的电费是根据恒温器952的设定点和制冷剂循环系统的相对效率计算的，以使较低的设定点和/或较低的效率会产生每千瓦/小时的更高费率收费。在一个实施例中，向住宅主人(或建筑物主人)收取的电费是根据恒温器952的设定点和制冷剂循环系统的绝对效率计算的，以使较低的设定点和/或较低的效率会产生每千瓦/小时的更高电费。在一个实施例中，向住宅主人(或建筑物主人)收取的电费是根据由公式确定的恒温器952的设定点，制冷剂循环系统的相对效率和制冷剂循环系统的绝对效率计算的，其中较低的设定点和/或较低的效率会产生每千瓦/小时的更高费率收费。

【0113】在一个实施例中，如果制冷剂循环系统以低效率运行，监控系统950能够向系统900发送指令以切断它。在一个实施例中，监控系统950能向系统900发送指令以改变恒温器952的设置(如，升高恒温器952的设定温度)，以响应制冷剂循环系统的低效率和/或避免停电。在一个实施例中，监控系统能向冷凝器单元101发送指令，以将压缩机105切换到低速模式以节省电能。

【0114】在一个实施例中，远程监控设备知道标识码或数据接口设备955-957的地址，并将标识码和数据库关联以确定制冷剂循环系统是否正在为相对较高优选级的诸如像医院，老年人或残疾人的家庭等的客户服务。在这些情况下，远程监控系统在制冷剂循环系统提供冷却时，较少会断电。

【0115】在一个实施例中，系统900与监控系统950通信，以切负载。因此，例如监控系统(如电力公司)能与数据接口设备956和/或数据接口设备957通信，以切断制冷剂循环系统。监控系统950因此能转动一个地区空调的开关时间，以不用实行轮流停电就能减少电力负载。在一个实施例中，数据接口设备956被配置成能安装到冷凝器单元内的改装设备，以提供远程关断。在一个实施例中，数据接口设备956被配置成能安装到冷凝器单元的改装设备，以远程地将冷凝器单元切换到低功率(如，节能)模式。在一个实施例中，数据接口设备957被配置成能安装到蒸发器单元中的改装设备，以提供远程关断或远程地将系统切换到低功率模式。在一个实施例中，远程系统950将单独的关断和重启命令发送给一个或多个数据接口设备955-957。在一个实施例中，远程系统950向数据接口设备955-957发出命令，以使期关断一特定的时间段(如，10分钟，30分钟，1小时等)，在此时间段之后，系统自动重启。

【0116】在一个实施例中，系统900与监控系统950通信，来控制恒温器952的温度设定点，以不考虑制冷剂循环系统的效率阻止发生停电或电灯暗淡。当电灯暗淡或潜在的停电状况发生时，系统950能重写住宅主人的恒温器设置，以使恒温器952的温度设定点变化(如升高)，目的是减少电能用量。在大多数住宅安装时，在恒温器952，蒸发器单元102和冷凝器单元101之间提供有低压控制线路。在大多数住宅(及许多工业)应用中，恒温器952通过低压控制线路接入电源，该低压控制线路来自提供给蒸发器单元102的降压变压器。

【0117】在一个实施例中，与电能计949连接时，提供有调制解调器955，且调制解调器955使用无线通信与恒温器952进行通信。

【0118】在一般的制冷或空调系统中，冷凝器单元101放置在被冷却的区域外，蒸发器单元102放置在被冷却的区域内。里面和外面的本质取决于特定的安装。例如，在空调或HVAC系统中，冷凝器单元101一般放置在建筑物的外面，而蒸发器单元102一般放置在建筑物的里面。在冷冻机或制冷器中，冷凝器单元101放置在冷冻机的外面，而蒸发器单元102放置在冷冻机的里面。在任何情况下，冷凝器的废热都应该丢弃到(如远离)被冷却的区域外。

【0119】当安装系统900时，系统900通过规定使用的制冷剂类型，冷凝器107、压缩机105以及蒸发器单元102的特征来进行编程。在一个实施例中，系统900也通过规定空气处理机系统的尺寸来编程。在一个实施例中，系统900还通过规定系统100的期望的(如设计)效率来编程。

【0120】监控系统能在公布的诸如能效比(EER)和SEER的性能评定的监控效率上做得更好。EER是通过用80 dB/67 Wb室内和95 dB室外公布的稳态容量除以公布的稳态功率输入来确定的。根据系统“现实世界”工况来说，这是目标，是不现实的。系统的公布SEER评定是通过用(运行时间)系统的部分负载因数(PLF)乘以在82室外温度，80 dB/67 Wb室内进入空气温度的条件下测量的稳态EER确定的。SEER计算中没有考虑的主要因数是室内蒸发器冷却盘管的实际部分负载因数，它减少了单元列出的BTUH容量和SEER效率水平。许多较老式的空气处理机和输送管系统，没有给出公布的BTUH和季节性能源效率(SEER)评定。这主要是由于通过蒸发器110，不干净的蒸发器110，和/或不干净的送风机轮子的气流不足造成的。同样，送风散流器和回风通风装置的位置不合适也会造成调冷空气的最低效水平的再循环，造成蒸发器110缺少热负载。

【0121】在实际负载条件下，通过监控系统，以及通过测量相关的环境温度和湿度，系统900能计算系统100运行时的实际效率。

【0122】图10图示了用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统1000。图10所示的系统1000是图9A-E所示的系统900的一个实施例的一个例子。在系统1000中，冷凝器单元发送器1002通过一个或多个传感器监控冷凝器单元101的运行，蒸发器发送器单元1003通过一个或多个传感器监控蒸发器单元102的运行。冷凝器单元发送器1002和发送器单元1003与恒温器1001通信，以向建筑物主人提供数据。为了解释目的，并不是作为限制，图10中，来自图9A-E的处理器904和恒温器952所示为一个单个的恒温器-处理器。本领域技术人员能认识到处理器的功能可以从恒温器出分离出来。

【0123】在一个实施例中，建筑物内部温度传感器1009提供给恒温器101。在一个实施例中，建筑物内部湿度传感器1010提供给恒温器101。在一个实施例中，恒温器1001包括用于显示系统状态和效率的显示器1008。在一个实施例中，恒温器1001包括小键盘1050和/或指示灯(如LED)1051。检测压缩机105消耗的电功率的功率传感器1011提供给冷凝器单元发送器1002。在一个实施例中，检测冷凝器风扇122消耗的电功率的功率传感器1017提供给冷凝器单元发送器1002。来自蒸发器110的空气125在管道系统1080中流动。

【0124】在一个实施例中，温度传感器1012提供给冷凝器单元发送器1002，温度传感器1012被配置成测量靠近压缩机105处的吸入管路111中的制冷剂的温度。在一个实施例中，温度传感器1016提供给冷凝器单元发送器1002，温度传感器1016被配置成测量热气管路106中的制冷剂的温度。在一个实施例中，温度传感器1014提供给冷凝器单元发送器1002，温度传感器1014被配置成测量靠近冷凝器107处的液体管路108中的制冷剂的温度。

【0125】制冷剂管路111，106，108等中的污染物会降低制冷剂循环系统的效率，并会降低压缩机或其它系统部件的寿命。在一个实施例中，在至少一个制冷剂管路中提供有一个或多个污染物传感器1034，其被配置成检测制冷剂中的污染物(如，水，氧气，氮气，空气，不适当的油等)，并且污染物传感器提供给冷凝器单元发送器1002(或，可选地，提供给蒸发器单元发送器1003)。在一个实施例中，污染物传感器1060在压缩机105的输入处检测制冷剂液体或小滴，这些液体或小滴会对压缩机105造成损坏。在一个实施例中，液体管路108中提供有污染物传感器1060，以检测制冷剂中的气泡。液体管路106中的气泡可能指示制冷剂水平很低，冷凝器109尺寸不够大，冷凝器109的冷却不足等。在一个实施例中，传感器1034检测制冷剂管路中的水或水蒸汽。在一个实施例中，传感器1034检测制冷剂管路中的酸。在一个实施例中，传感器1034检测制冷剂管路中的酸。在一个实施例中，传感器1034检测空气或其它气体(如，氧气，氮气，二氧化碳，氯等)。

【0126】在一个实施例中，压力传感器1013提供给冷凝器单元发送器1002，压力传感器1013被配置成测量吸入管路111中的压力。在一个实施例中，压力传感器1015提供给冷凝器单元发送器1002，压力传感器1015被配置成测量液体管路108中的压力。在一个实施例中，压力传感器(未示出)提供给冷凝器单元发送器1002，该压力传感器被配置成测量热气管路106中的压力。在一个实施例中，通过将压力传感器1013和1015分别连接到操作阀120和121，压力传感器1013和压力传感器1015连接到系统100。改装安装中，将压力传感器连接到压力阀是一种无需打开加压的制冷剂系统而得到制冷剂压力的方便方式。

【0127】在一个实施例中，流量传感器1031提供给冷凝器单元发送器1002，流量传感器1031被配置成测量吸入管路111中的流量。在一个实施例中，流量传感器1030提供给冷凝器单元发送器1002，流量传感器1030被配置成测量液体管路108中的流量。在一个实施例中，流量传感器(未示出)提供给冷凝器单元发送器1002，该流量传感器被配置成测量热气管路106中的流量。在一个实施例中，流量传感器是超声传感器，无需打开加压的制冷剂系统，该传感器就能连接到制冷剂管路。

【0128】在一个实施例中，配置成测量环境温度的温度传感器1028提供给冷凝器单元发送器1002。在一个实施例中，配置成测量环境湿度的湿度传感器1029提供给冷凝器单元发送器1002。

【0129】在一个实施例中，温度传感器1020提供给发送器单元1003，温度传感器1020被配置成测量靠近蒸发器110处的液体管路108中的制冷剂的温度。在一个实施例中，温度传感器1021提供给发送器单元1003，温度传感器1021被配置成测量靠近蒸发器110处的吸入管路111中的制冷剂的温度。

【0130】在一个实施例中，温度传感器1026提供给发送器单元1003，温度传感器1026被配置成测量流入蒸发器110的空气124的温度。

【0131】在一个实施例中，温度传感器1026提供给发送器单元1003，温度传感器1026被配置成测量流出蒸发器110的空气125的温度。在一个实施例中，流量传感器1023提供给发送器单元1003，流量传感器1023被配置成测量流出蒸发器110的空气125的气流。在一个实施例中，湿度传感器1024提供给发送器单元1003，湿度传感器1024被配置成测量流出蒸发器110的空气125的温度。在一个实施例中，压差传感器1025提供给发送器单元1003，压差传感器1025被配置成测量蒸发器110两端的压降。

【0132】在一个实施例中，温度传感器连接到制冷剂管路(如，管路106，108，111，目的是测量管路内循环的制冷剂的温度)。在一个实施例中，压缩机105内提供了温度传感器1012和/或1016。在一个实施例中，一个或多个制冷剂管路内提供有温度传感器。

【0133】转速计1033检测风扇123中的风扇刀片的旋转速度。该转速计提供给蒸发器单元发送器1003。转速计1032检测冷凝器风扇122中的风扇刀片的旋转速度。转速计1032提供给冷凝器单元发送器1003。

【0134】在一个实施例中，功率传感器1027提供给发送器单元1003，功率传感器1027被配置成测量由风扇123消耗的电功率。

【0135】在一个实施例中，通过无线传输，发送器单元1003将传感器数据传送给冷凝器单元发送器1002。在一个实施例中，通过现有的HVAC线路，发送器单元1003将传感器数据传送给冷凝器单元发送器1002。在一个实施例中，通过现有的HVAC线路，发送器单元1003将传感器数据传送给冷凝器单元发送器1002，这是通过将传感器数据调制到载体上，再使用现有的HVAC线路传输载体来实现的。

【0136】图10(如，传感器1010-1034等)所示的每个传感器都是可选的。系统1000能被图解说明的传感器的子集配置，目的是减少以监控系统能力为代价的成本。因此，例如，可以去掉污染物传感器1034，但系统1000探测由传感器1034检测的染污物的能力将会折衷或失去。

【0137】压力传感器1013和1015分别测量压缩机105的吸入压力和排出压力。温度传感器1026和1022分别测量蒸发器110供给空气和回风。温度传感器1018和1019分别测量冷凝器107处的输入空气和排出空气。

【0138】功率传感器1011，1017和1027被配置成测量电功率。在一个实施例中，一个或多个功率传感器测量提供给负载的电压，并使用规定阻抗的负载来计算功率。在一个实施例中，一个或多个功率传感器测量提供给负载的电流，并使用规定阻抗的负载来计算功率。在一个实施例中，一个或多个功率传感器测量提供给负载的电压和电流，并使用负载的规定功率因数来计算功率。在一个实施例中，功率传感器测量电压，电流以及电压和电流之间的相位关系。

【0139】温度传感器1012和/或1021测量吸入管路111处的制冷剂的温度。通过测量吸入管路111的温度，可以确定过热。吸入压力已由压力传感器1013测得，蒸发温度可以从压力-温度图中读出。过热是吸入管路111的温度和蒸发温度的差值。

【0140】温度传感器1014和/或1020测量液体管路108中的制冷剂的温度。通过测量液体管路108的温度，可以确定低温冷却。排出压力由压力传感器1015测量，因此冷凝温度可以从压力-温度图中读出。低温冷却是液体管路108的温度和冷凝温度之间的差值。

【0141】在一个实施例中，系统1000通过测量制冷剂循环系统所做的功(冷却)并且除以系统消耗的功率来计算效率。在一个实施例中，系统1000监控异常运行的系统。因此，例如，在一个实施例中，使用温度传感器1016和1014，系统1000测量冷凝器109两端的温降，以将其用在计算由冷凝器除去的热。系统1000测量蒸发器110两端的制冷剂温降，以将其可以用在计算蒸发器100所吸收的热量。

【0142】监控系统一般用于监控系统100的运行，系统100开始时就被检验，并在适当的工况下运行。空调系统中的机械问题一般可以分成两类：空气侧问题和制冷剂问题。

【0143】空气类中会出现的主要问题是气流的减小。空气处理系统的容量不会突然增大，也就是说，不会增大盘管两端的空气量。另一方面，制冷系统的热传导能力也不会突然增大。系统1000使用温度传感器1026和1022，以测量通过蒸发器110的空气的温降。测量了回风和供给空气的温度之后，将它们相减得到温降，系统1000检验温差是否高于或低于其应该的值。

【0144】图11表示通过蒸发器的空气的温降是湿度的函数。在一个实施例中，湿度传感器1024和/或1041用来测量建筑物的湿度，和/或湿度传感器1041用来测量环境湿度。根据相对湿度，湿度读数用来更正湿球温度计温度的温度读数。

【0145】在一个实施例中，将蒸发器110两端希望的(或期望的)温降和测量到的实际温降进行比较，以用来对制冷剂循环系统的问题中的潜在的空气问题进行分类。如果实际温降小于需要的温降，则气流很可能减小了。减小的气流是由于空气过滤器或蒸发器110不干净，风扇123的问题，和/或输送管系统中不正常的限制引起的。

【0146】抛弃型空气过滤器一般每年至少更换两次，在较冷季节和较热季节开始时更换。在一个实施例中，恒温器允许主人指示何时安装新的空气过滤器。恒温器记录过滤器已经使用的时间，并向主人提供提示何时应该更换过滤器。在一个实施例中，恒温器使用实际逝去的时钟时间来确定过滤器用量。

【0147】在一个实施例中，恒温器1001根据空气处理机通过过滤器吹气的时间量来计算过滤器用量。因此，例如，在温和的气候或季节，空气处理机并不连续使用，恒温器在提示允许更换过滤器前，会等待一段较长的实际时间。在使用较多的一些地区，或尘土较多的地区，过滤器一般会相对多次地更换。在一个实施例中，恒温器使用权重因子将运行时间和闲置时间结合来确定过滤器用量。因此，如在确定过滤器用量时，空气处理机通过过滤器吹气的小时数比空气处理机系统闲置的小时数占相对较多的权重。在一个实施例中，主人可以对恒温器进行编程，以经过一规定的小时或天数(如，实际天数，运行天数，或其两者的结合)后指示需要更换过滤器。

【0148】在一个实施例中，恒温器1001被配置成接收来自与日常大气尘土状况有关的信息源的信息，并使用这些信息来计算过滤器用量。因此，在一个实施例中，当计算过滤器用量时，恒温器将具有相对较高大气灰尘的天数较具有相对较低大气灰尘的天数占相对较重的权重。在一个实施例中，用于大气灰尘信息的信息源包括诸如像因特网，寻呼网，局域网等的数据网络。

【0149】在一个实施例中，恒温器收集用于计算过滤器用量的数据，并将这些数据传递到计算机监控系统。

【0150】在商业或工业应用中，通常使用常规的日常维护。在一个实施例中，提供有传感器和空气过滤器，参见下面结合图11的描述。

【0151】在一个实施例中，由功率表1027测量的功率用来帮助诊断并检测吹风机123和/或空气处理系统的问题。如果吹风机123吸入过多或过少的电流，或如果吹风机123表现出低功率因数，则表明吹风机和/或空气处理机系统可能存在问题。

【0152】在回风栅格上放置设备或毯子会减小可用于吹风机处理的空气。切断不使用地区的空气会减少通过蒸发器110的空气。覆盖回风栅格以减小来自位于中心的炉子的噪声，或空气处理机会减少使人不愉快的噪声，但通过减小空气数量也会显著影响系统的运行。回风输送管系统的破裂会影响整个输送管系统的性能。返回输送管中的空气泄漏会使回风的温度升高，并降低盘管两端的温降。

【0153】气流传感器1023可用于测量流过输送管的气流。在一个实施例中，气流传感器1023是热导线(或热薄膜)质量流量传感器。在一个实施例中，压差传感器1025用来测量通过蒸发器110的气流。在一个实施例中，压差传感器1025用来测量蒸发器110两端的压降。在一个实施例中，蒸发器两端的压差用来估计蒸发器110何时限制气流(如，由于损坏，尘埃，毛发，灰尘等)。在一个实施例中，压差传感器1025用来测量空气过滤器两端的压降，以估计过滤器何时限制气流(如，由于损坏，尘埃，毛发，灰尘等)。在一个实施例中，指示灯1051用来指示过滤器需要更换。在一个实施例中，指示灯1051用来指示蒸发器110需要清洁。

【0154】在一个实施例中，气流传感器1023用来测量进入管道系统1080的气流。在一个实施例中，指示器灯1051用来指示进入管道系统1080的气流受到限制(如，由于尘埃，放置在排气口前面的设备或毯子，关闭的排气口，蒸发器不干净，风扇刀片不干净等)。

【0155】在一个实施例中，在蒸发器110的气流中提供有灰尘传感器。在一个实施例中，灰尘传感器包括光源(光学的和/或红外的)和光传感器。灰尘传感器测量源和光传感器之间的光传输。灰尘的积累会使光削弱。传感器通过测量光源和光传感器之间的光削弱来探测蒸发器110处出现灰尘积累。当削弱超过希望值时，监控系统1000提示需要清洁气流系统(如风扇123，管道系统1080，和/或蒸发器110等)。

【0156】在一个实施例中，功率传感器1027用来测量提供给风扇123中的吹风机电机的功率。如果风扇123正吸取过多的功率或太少的功率，则指示有潜在的气流问题(如，阻塞或关闭的排气口，风扇刀片不干净，蒸发器不干净，过滤器不干净，风扇皮带断开，风扇皮带滑落等)。

【0157】如果蒸发器1010两端的温降比期望的小，则系统的热除去容量已经减小了。这种问题通常分成两类：制冷剂数量和制冷剂流速。如果系统100具有正确的制冷剂装载量，且制冷剂正以希望的速率流动(如，像流量传感器1031和/或1030测量的)，则系统应该有效地工作，并传送额定容量。当恰当量的空气供给通过蒸发器110时，制冷剂容量或流速问题一般影响制冷剂循环系统中出现的温度和压力。如果系统没有制冷剂，则发生了泄漏，必须发现此泄露并修补。如果系统根本没有运行，则很可能是电的问题，必须发现问题并更正。

【0158】如果系统100能起动并运行，但产生的冷却不能令人满意，则蒸发器110中获得的热量加上加入的电机热量以及从冷凝器107发出的总量不是单元设计处理的总热量。为了诊断此问题，需使用表1中列出的信息。与正常运行结果相比较，这些结果一般会识别问题：(1)蒸发器110运行温度；(2)冷凝单元冷凝温度；和/或(3)制冷剂低温冷却。

【0159】可以根据单元期望的能效比(EER)对这些项进行修改。设计进入单元的蒸发和冷凝表面量是效率评定中的主要因素。较大的冷凝表面会产生较低的冷凝温度和较高的EER。较大的蒸发表面会产生较高的吸入压力和较高的EER。各条件的能效比是通过将BTU/hr表示的单元的净容量除以瓦特输入来计算的。

表1

可能原因	吸入压力(psig)	蒸发器过热()	热气压力(psig)	冷凝器液体低温冷却()	压缩电流(A)
可能原因	吸入压力(psig)	蒸发器过热()	热气压力(psig)	冷凝器液体低温冷却()	压缩电流(A)	1.不足或不平衡	低	低	低	正常	低

负载
负载						2.过载	高	高	高	正常	高
3.低环境温度	低	高	低	正常	低	2.过载	高	高	高	正常	高
3.低环境温度	低	高	低	正常	低	4.高环境温度	高	高	高	正常	高
5.制冷剂不足	低	高	低	低	低	4.高环境温度	高	高	高	正常	高
5.制冷剂不足	低	高	低	低	低	6.制冷剂过量	高	低	高	高	高
7.液体管路限制	低	高	低	高	低	6.制冷剂过量	高	低	高	高	高
7.液体管路限制	低	高	低	高	低	8.插入毛细管	低	高	高	高	低
9.吸入管路限制	低	高	低	正常	低	8.插入毛细管	低	高	高	高	低
9.吸入管路限制	低	高	低	正常	低	10.热气管路限制	高	高	高	正常	高
11.低效压缩机	高	高	低	低	低	10.热气管路限制	高	高	高	正常	高

【0160】标准蒸发器110的运行温度可以通过从通过蒸发器110的平均空气温度中减去设计盘管裂口中得出。盘管裂口随系统设计而变化。

EER范围为7.0到8.0的系统一般具有范围为25-30的设计裂口。

EER范围为8.0-9.0的系统一般具有范围为20-25的设计裂口。具有9.0+EER标称值的系统具有范围为15-20的设计裂口。用来确定盘管工作温度的公式为：

COP = (\frac{EAT + LAT}{2} - split)

COP = (\frac{EAT + LAT}{2}) - split

式中COT是盘管工作温度，EAT是进入盘管的空气的温度(如，由温度传感器1026测量的)，LAT是离开盘管的空气温度(如由温度传感器1022测量到的)，split是设计裂口温度。

【0161】值(EAT+LAT)/2是平均空气温度，它也被称作平均温差(MTD)。有时也被称作盘管TED或ΔT。

【0162】“裂口”是根据EER标称值的设计裂口。例如，在蒸发器110盘管两端的进入空气条件为80 DB和20温降的单元的工作盘管的温度由下式确定：

对于7.0-8.0的EER标称值而言：

对于8.0-9.0的EER标称值而言：

对于9.0+的EER标称值而言：

因此，工作盘管的温度随着单元的EER标称值而变化。

【0163】冷凝器107的表面区域影响系统100必须产生以在额定容量下运行的冷凝温度。冷凝器107的尺寸的变化同样影响单元的生产成本和价格。冷凝器107越小，效率(EER)标称值越低。用于蒸发器110的同样的EER标称值中，在95外部环境下，7.0-8.0的EER分类将运行在25-30冷凝器107裂口范围内，8.0-9.0的EER分类将运行在20-25冷凝器107裂口范围内，9.0+EER分类将运行在15-20冷凝器107裂口范围内。

【0164】这意味着当进入冷凝器107的空气是95时，用于得出冷凝温度的公式为：

RCT＝EAT+split

式中，RCT是制冷剂冷凝温度，EAT是冷凝器107的进入空气温度，split是来自压缩机105的热高压蒸汽的进入空气温度和冷凝温度之间的设计温度差。

【0165】例如，使用具有95 EAT的公式，用于各种EER系统的裂口为：

对于7.0-8.0的EER标称值而言：

RCT＝95+25至30°＝120至125

对于8.0-9.0的EER标称值而言：

RCT＝95+20至25°＝115至120

对于9.0+的EER标称值而言：

RCT＝95+15至20°＝110至115

【0166】工作压头(head pressure)不仅随室外温度的变化而变化，还随着不同的EER标称值而变化。

【0167】冷凝器107中产生的低温冷却量主要是由系统中的制冷剂的数量确定的。进入冷凝器107的空气的温度和蒸发器110中的负载对产生的低温冷却量只有相对很小的影响。系统中制冷剂的量有主导影响。因此，无论EER标称值，如果负载适当，则单元具有低温冷却到15-20的液体。高环境温度会产生较低的低温冷却液体，这是因为系统中液态的制冷剂的数量减少了。更多的制冷剂将保持在蒸汽状态，以产生排出所需热量所要求的较高压力和冷凝温度。

【0168】表1说明了空调系统中11个可能的故障原因。在每一可能原因是该原因会对制冷系统的低侧或吸入压力，蒸发器110过热，高侧或排出压力，离开冷凝器107的液体低温冷却量，和冷凝单元的电流安培数造成影响的反应。在一个实施例中，包括气流传感器(未示出)，以测量通过冷凝器的空气。

【0169】当通过蒸发器110的空气的温降大于期望的温降时，指示通过蒸发器110的空气不足(例如通过使用气流传感器1023和/或压差传感器1025测量的)。蒸发器110上的不平衡的负载也会给出相反的指示，表明蒸发器110的一些电路超载，而另一些电路则轻载。在一个实施例中，温度传感器1022包括多个传感器，以测量通过蒸发器的温度。蒸发器110的轻载部分允许液体制冷剂离开盘管，进入进气歧管和吸入管路。

【0170】在TXV系统中，通过TXV的检测球状物的液体制冷剂能使阀门关闭。这降低了运行温度，蒸发器110的容量，并降低了吸入压力。由于液体离开了蒸发器110的一些部分，蒸发器110运行过热会变得很低。

【0171】具有不足气流时，由于压缩机105上的负载减小，加压的制冷剂蒸汽减少以及冷凝器107上的热负载减小，高侧或排出压力会很低。因为TXV需要的制冷剂减小，冷凝器107液体低温冷却将会在标准范围的高侧。由于负载减小，冷凝单元电流强度吸入会降低。

【0172】在使用固定计量装置的系统中，因为由固定的计量装置提供的制冷剂的量不会减少，所以不平衡的负载会在通过蒸发器110的空气中产生较低的温降；因此，系统压力(沸点)会大致相同。

【0173】液体制冷剂流入吸入管路时，蒸发器110的过热会下降至零。在极端不平衡情况下，返回压缩机105的液体会对压缩机105造成损坏。蒸发器110中聚集的热量的减少以及进入压缩机105的制冷剂蒸汽的降低会减轻压缩机105上的负载。压缩机105排出压力(热气压力)将减小。

【0174】因为压头较低，制冷剂的流速只会轻微降低。制冷剂的低温冷却将在正常范围内。因为压缩机105上的负载减轻以及压头下降，冷凝单元的电流安培数会轻微降低。

【0175】在过载情况下，存在相反的效应。通过盘管的温降会较低，这是因为单元不能冷却应该冷却的空气量。空气以过高的速度移动通过盘管。还有这种可能，进入盘管的空气的温度高于受调节区域的回气的温度。这可能是返回输送管系统中产生了空气泄漏，返回输送管系统从非调节区域中吸收热空气。

【0176】过载提高了吸入压力。制冷剂以高于压缩机105的抽气速率的速率蒸发。如果系统使用TXV，过热将为标准至稍微偏高。阀门在较高的流速下运行，以试图维持过热设置。如果系统使用固定的计量装置，则过热会很高。固定计量装置不能供给足够的增加的制冷剂量，以保持蒸发器110完全起作用。

【0177】高侧或排出压力会很高。因为吸入压力增加，压缩机105会对更多的蒸汽进行加压。冷凝器107必须处理更多的热，并产生较高的冷凝温度以放出额外的热。冷凝温度较高意味着高侧压力较大。系统中液体量没有变化，制冷剂的流动也没有受限。液体的低温冷却将在正常范围内。因为压缩机105上有额外负载，所以单元的电流安培数会很高。

【0178】当进入冷凝器107的环境空气的温度很低时，冷凝器107的热传导速率过大，产生了过低的排出压力。结果，因为通过计量装置的制冷剂的量减小，吸入压力会很低。这种降低会减少供给到蒸发器110的液体制冷剂的量。盘管产生的蒸汽较少，吸入压力降低。

【0179】进入盘管的制冷剂流速的降低，减少了起作用的盘管的量，产生了较高的过热。此外，系统容量的降低使空气中除去的热量减小了。在工况区域，温度和相对湿度会较高，高侧压力会很低。这使系统容量开始减小。液体的低温冷却量在正常范围内。冷凝器107中的液体量会较高，但蒸发器110的热传导率较小。因为压缩机105做的功较少，冷凝单元的电流安培数会很小。

【0180】空调系统能忍受的冷凝器107的环境空气温度的下降量取决于系统中压力减小设备的类型。当外界环境温度从95下降时，使用固定计量装置的系统的容量会逐渐减小。此逐渐减小一直进行到65。在此温度以下，容量损失急剧，必须使用一些维持压头的装置，以阻止蒸发器110的温度下降到凝固温度以下。一些系统通过气流中的节气闸或变速冷凝器107风扇，控制通过冷凝器107的空气。

【0181】使用TXV的系统在下降到47的环境温度时，将保持较高的容量。在此温度下，必须采取控制。使用节气闸控制通过冷凝器107的气流，或者也可以使用冷凝器107的风扇控制速度。在大型TXV系统中，用冷凝器107中的液体量来控制压头。

【0182】进入冷凝器107的空气的温度越高，制冷剂蒸汽释放出蒸汽中的热的冷凝温度越高。冷凝温度越高，压头越高。吸入压力很高的两个原因是：(1)压缩机105的泵唧效率较低；以及(2)较高的液体温度会增加计量装置中的闪发气体的量，进一步降低系统效率。

【0183】盘管中产生的过热量与TXV系统和固定计量装置系统中的不同。在TXV系统中，即使涉及的实际温度很高，阀门也会将过热保持在接近调整范围的极限内。在固定计量装置系统中，盘管中产生的过热量是通过冷凝器107的空气的温度的反。通过固定计量装置的流速直接受到压头的影响。空气温度越高，压头越高，流速也越高。流速越高造成的结果是低温冷却越低。

【0184】表2说明了使用固定计量装置有适当负载的空调系统中产生的过热。因为需要较高的冷凝温度，在越高的环境温度下压头会很高。冷凝器107液体低温冷却在正常范围的较低部分。冷凝器107中的液体制冷剂的量会稍微减小，这是因为更多的制冷剂将保持在蒸汽状态，以产生较高压力和冷凝温度。冷凝单元的电流安培数会很高。

表2

进入冷凝器107的空气温度()	过热()
进入冷凝器107的空气温度()	过热()	65	30
75	25	65	30
75	25	80	20
85	18	80	20
85	18	90	15
95	10	90	15
95	10	105及105以上	5

【0185】系统中如果制冷剂不足，意味着蒸发器110中获得热量的液体制冷剂较少，吸入压力较低。供给蒸发器110的液体的量越少，意味着盘管中用于蒸发液体制冷剂的起作用的表面越少，提高蒸汽温度的表面更多。过热会很高。压缩机105要处理的蒸汽会很少，冷凝器107释放的热会很少，高侧压力很低，冷凝温度也很低。空调系统中的压缩机105主要是由冷却的返回吸入气体来冷却的。负载很低的压缩机105s的运行温度会高出许多。

【0186】取决于不足量，低温冷却量会低于标准值，或为零。在低温冷却为零，以及热气和液体制冷剂一起开始离开冷凝器107前，系统运行通常不会受严重影响。冷凝单元的电流安培数会稍微低于标准值。

【0187】制冷剂的过量会以不同的方式影响系统，这取决于系统中使用的压力减少设备和过载量。

【0188】在使用TXV的系统中，阀门将试图控制盘管中制冷剂的流动，以维持阀门的过热设置。然而，额外的制冷剂将返回到冷凝器107中，占据一些本来用于冷凝的热传导区域。结果，排出压力会稍微高于标准值，液体低温冷却很高，单元电流安培数很高。吸入压力和蒸发器110过热为标准值。太大的过量会使压头更高，使TXV摆动。

【0189】如果TXV系统过载太大时，吸入压力一般很高。压缩机105的容量的减少(由于压头较高)不仅会增大吸入压力，而且较高的压力会使TXV阀门的开口行程过大。这会使阀门产生较宽范围的摆动。蒸发器110过热从较低的正常范围到流出盘管的液体会非常不稳定。高侧或排出压力极其高。由于冷凝器107中的过量液体，所以液体的低温冷却也会很高。由于压缩机105电机上的极大负载，所以冷凝单元电流安培数会较高。

【0190】固定计量系统中制冷剂的量对系统性能有直接影响。过载比欠载影响更大，但两者都会影响系统性能，效率(EER)，和运行成本。

【0191】图12-14说明了一般的毛细管空调系统的性能是如何受到制冷剂载荷的不恰当量影响的。在图12中，100％的恰当载荷(55oz)时，单元产生的净容量为26,200 BTU/hr。当载荷量在正负任何一个方向的5％内变化时，容量会随着载荷的变化而降低。去掉5％(3oz)的制冷剂会使净容量下降至25,000 BTU/hr。制冷剂再下降5％(2.5oz)会使容量降低至22,000 BTU/hr。从这开始，容量的减少变得非常急剧：85％(8oz)，18,000 BTU/hr；80％(11oz)，13,000 BTU/hr；75％(14oz)，8,000 BTU/hr。

【0192】过载也会造成类似的影响，但下降速率会更大。制冷剂增加3oz(5％)会使净容量降至24,600 BTU/hr；增加6oz(10％)会使净容量降至19,000 BTU/hr；增加8 oz(15％)会使净容量降至11,000BTU/hr。这表明单元的过载对每盎斯制冷剂的影响比欠载大。

【0193】图13是表明单元需要的电能的量的图，因为当制冷剂载荷变化时，系统中制冷剂量会产生压力。100％载荷时(55 oz)，单元使用32kW。当载荷减少时，需要的瓦特数也下降，95％(3 oz)时降至29.6kW，90％(6.5 oz)时降至27.6kW，85％(8 oz)时降至25.7kW，80％(11oz)时降至25kW，75％(14 oz不足恰当载荷)时降至22.4kW。当单元过载时，消耗的功率也增加。在3 oz(5％过载)时，消耗的功率为34.2kW，在6 oz(10％过载)时，为39.5kW，8 oz(15％过载)时，为48kW。

【0194】图14说明了以系统的BTU/hr容量相对冷凝单元消耗的功率为基础的单元的效率(EER标称值)。恰当载荷(55 oz)时，单元的效率(EER标称值)为8.49。当制冷剂减少时，EER标称值在载荷的9％时下降至8.22，在全部的制冷剂载荷的90％时下降至7.97，在全部的制冷剂载荷的85％时下降至7.03，在全部的制冷剂载荷的80％时下降至5.2，在全部的制冷剂载荷的75％时下降至3.57。当加入制冷剂时，5％(3 oz)时，EER标称值下降至7.19。10％(6 oz)时，EER为4.8，15％(8 oz)过载时，EER为2.29。

【0195】因为流入蒸发器110的制冷剂增加，所以过载的结果会产生很高的吸入压力。因为进入蒸发器110的额外量，吸入过热减少了。在大约8-10％的过载时，吸入过热变成零，液体制冷剂将离开蒸发器110。这造成制冷剂涌入压缩机105，大大增加了压缩机105故障的可能性。因为冷凝器107中的额外的制冷剂，高侧或排出压力很高。由于同样的原因，液体低温冷却也很高。由于加压的蒸汽量更大，以及压缩机105排出压力更大，所以功率消耗增加。

【0196】液体管路108中的限制减少了制冷剂进入压力减少设备109的量。TXV阀门系统和固定计量装置系统都以降低的制冷剂流速运行进入蒸发器110。以下是对液体管路108限制的观察。首先，因为进入蒸发器110的制冷剂的量减少，吸入压力很低。因为盘管的起作用的部分减少，吸入过热很高，使更多的盘管表面用于提高蒸汽温度，以及降低制冷剂的沸点。因为压缩机105中的负载减少，高侧或排出压力很低。液体低温冷却会很高。液体制冷剂会聚集在冷凝器107中。由于受到限制，它不能以适当的速率流出。结果，液体冷却的量比期望的要多。最终，冷凝单元的电流安培数很低。

【0197】TXV阀门分配器和盘管之间的插入固定计量装置或插入供给管中任何一个会使部分盘管不起作用。系统将在尺寸不足的盘管运行，使吸入压力很低，这是因为盘管的容量减少了。在固定计量装置系统中，吸入过热会很高。盘管中产生的蒸汽量的减少以及造成吸入压力的减少会降低压缩机105的容量，降低压头，以及降低起作用的毛细管的流速。高侧或排出压力很低。

【0198】液体低温冷却很高；液体制冷剂将聚集在冷凝器107中。单元电流安培数很低。

【0199】在TXV系统中，插入供给管减小了盘管的容量。盘管不能提供足够的蒸汽，以满足压缩机105的抽气容量以及低压时的吸入压力平衡。然而，因为阀门会调节至较低的工况，并维持设置过热范围，所以过热会在正常范围内。因为压缩机105和冷凝器107上的负载减少，所以高侧或排出压力会很低。低的吸入压力和排出压力表明制冷剂不足。液体低温冷却在标准值至稍微高于标准值。这表明在冷凝器107中有制冷剂剩余。大多数的制冷剂都在盘管中，盘管中蒸发速度很低，这是由于盘管中的工作压力较高造成的。因为压缩机105上的负载很轻，所以冷凝单元的电流安培数会很低。

【0200】如果热气管路106受限，则在压缩机105的出口测量时，高侧或压缩机105的排出压力很高，如果在冷凝器107的出口或液体管路测量时，高侧或压缩机105的排出压力会很低。在任何一种情况下，压缩机105电流安培数很高。由于压缩机105上的抽气容量减少，所以吸入压力很高。因为吸入压力很高，所以蒸发器110过热很高。高侧压力在压缩机105排出处测量时较高，而在液体管路处测量时较低。液体低温冷却在正常范围的高端。即使这样，压缩机105的电流安培数仍高于标准值。所有这些征兆都是由热气管路106中的极端限制产生的。当在压缩机105排出处测量排出压力时，很容易发现这个问题。

【0201】当测量点在冷凝器107出口的液体管路108时，事实很容易被误解。高的吸入压力和低的排出压力通常会被解释为压缩机105低效。必须测量压缩机105的电流安培数。电流安培数高说明压缩机105正运行抵抗高排出压力。在压缩机105的出口和压力测量点之间明显存在限制。

【0202】压缩机105没有对期望量的制冷剂蒸汽加压(如，因为它尺寸不足，或没有在额定容量下运行)。吸入压力会将高于标准值的部分抵消。蒸发器110过热很高。高侧或排出压力会极其低。因为冷凝器107中没有更多的热，所以液体低温冷却会很低。冷凝温度因此会接近进入空气的温度。冷凝单元的电流安培数会极其低，这说明压缩机105基本没有做功。

【0203】以下公式可以为系统900，1000使用，以使用来自图10所示的一个或多个传感器的数据，来计算制冷剂循环系统100的各种运行参数。

功率为：

瓦特＝电压×电流×功率因数

式中，PF是功率因数。

热为：

BTU＝W×ΔT

特定的热为：

BTU＝W×c×ΔT

加入或从物质中去掉的显热是：

Q＝W×SH×ΔT

加入或从物质中去掉的潜热是：

Q＝W×LH

制冷效率为：

W = \frac{200}{NRE}

式中，W是每分钟循环的制冷剂的重量(如，lb/min)，200 BTU/min等于1吨的制冷，NRE是净制冷效率(制冷剂的BTU/lb)性能系数(COP)是：

系统容量是：

Q_t＝4.45×CFM×Δh

式中，Q_t是完成的总(显式和潜式)冷却，CFM是通过蒸发器110的气流，Δh是通过盘管的空气的焓的变化

冷凝温度是：

RCT＝EAT+split

式中，RCT是制冷剂冷凝温度，EAT是进入冷凝器107的空气的温度，split是进入空气温度和压缩机105的热高压蒸汽的冷凝温度之间的设计温差

净冷却容量是：

HC＝HT-HM

式中，HT是热传导(全部容量)，HM是电机热，HC是净冷却容量，PF是功率因数。

系统的气流速率可以表示为：

Q＝Q_s(1.08×TD)

式中，Q是CFM中的流速，Q_s是以BTU/hr表示的显热负载，TD是以表示的干球温度差

在风扇中，气流(CFM)大致与转速(rpm)有关，表示为如下：

\frac{{CFM}_{2}}{{CFM}_{1}} = \frac{rp m_{2}}{rp m_{1}}

在风扇中，压力与转速的大致关系表示为如下：

\frac{{SP}_{2}}{S P_{1}} = {(\frac{rp m_{2}}{rp m_{1}})}^{2}

在风扇中，做功与转速的大致关系表示为如下：

\frac{Bh P_{2}}{Bh P_{1}} = {(\frac{rp m_{2}}{rp m_{1}})}^{3}

【0204】在一个实施例中，提供有转速计1033，以测量风扇123的旋转速率。在一个实施例中，提供有转速计1032，以测量风扇122的旋转速率。在一个实施例中，系统1000使用一个或多个上述风扇等式，以计算期望的风扇旋转速率。在一个实施例中，系统1000控制风扇123和/或风扇122的速度，以提高系统效率。

【0205】基于等湿冷却，用于冷却的空气量约为：

CFM＝H_s/(TD×1.08)

移除的显热为：

Q₁＝1.08×CFM×DBT差

移除的潜热为：

Q₁＝0.68×CFM×gr湿度差

移除的总热为：

Q₁＝Q_s+Q₁

或

Q₁＝4.5×CFM×总热量差

热传导的速率为：

Q＝U×A×TD

式中，Q是热传导(BTUh)，U是全部热传导系数(Btuh/Ft²/)，A是面积(ft²)，TD是内部和外部设计温度和制冷空间设计温度之间的差值。

【0206】小键盘1050用于向效率监控系统提供控制输入。显示器1008向用户提供反馈，即提供温度设定点显示。在一个实施例中，功率用量和/或功率消耗可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，系统1000接收来自电力公司的速率信息，以用于计算功率消耗。在一个实施例中，制冷剂循环系统的绝对效率可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，制冷剂循环系统的相对效率可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，来自系统1000的各个传感器的数据可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，诊断信息(如，更换过滤器，加入制冷剂等)可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，来自电力公司的信息可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，来自电力公司的警告信息可以显示在显示器1008上。在一个实施例中，恒温器1001使用诸如像BPL的电力线通信方法与电力公司(或其它远程装置)通信。

【0207】然后，配置系统1000，安装者对固定系统的参数进行编程，在效率计算和/或从传感器数据中得出的其它量计算时，需要这些参数。一般固定编程参数包括制冷剂类型，压缩机规格，冷凝器规格，蒸发器规格，输送管规格，风扇规格，系统SEER，和/或其它系统参数。一般的固定编程参数还包括设备模型和/或序列号，制造数据，工程数据等。

【0208】在一个实施例中，系统1000通过使制冷剂循环系统处于设计规格，然后以校准模式运行系统1000进行配置的，其中系统1000读取传感器读数，以测量用于制冷剂循环系统的标准基准参数。使用测量的基准数据，系统1000可以计算各种系统参数(如，裂口温度等)。

【0209】在一个实施例中，系统1000首先运行在校准模式，以测量基准数据，然后运行在标准监控模式，在此它将制冷剂循环系统的运行和基准数据进行比较。然后，当运行参数较基准数据变化太大时，系统1000发出存在潜在问题的警告。

【0210】在一个实施例中，系统1000使用编程参数(如，制冷剂类型，温度裂口等)和从运行制冷剂循环系统中获得的基准数据的结合进行配置。

【0211】图15说明了用于监控空气处理机系统中的空气过滤器1501的压差传感器1502。当过滤器被阻塞时，过滤器两端的压差会升高。压差的增加是由压差传感器1502测量的。由压差传感器1502测量的压差用于评估过滤器1501的状态。当压差太高时，则指示更换过滤器1501。

【0212】图16说明图15的压差传感器1502，其提供给无线通信单元，以允许来自压差传感器1502的数据能提供给监控系统的诸如像冷凝器单元发送器1002或恒温器1001的其它方面。

【0213】图17说明了用过滤器柜架1701实现的图16所示的系统，以易于改装现有的空气处理机系统。柜架1701包括传感器1502和发送器1601。柜架1701被配置成适合标准的过滤器柜架。柜架1701被配置成支撑标准过滤器1501。在一个实施例中，柜架1701通过测量过滤器输入和输出空气之间的压差来评价过滤器1501的清洁度。在一个实施例中，柜架1701通过在过滤器的一边提供光源，在过滤器的另一边提供光传感器，以及测量通过过滤器的光传输来评价过滤器1501的清洁度。在一个实施例中，柜架1701被校准到基准光传输水平。在一个实施例中，当光传输低于固定的阈值水平时，柜架1701发出过滤器很脏的信号。在一个实施例中，每当安装干净的过滤器时，柜架1701校准基准光传输水平。在一个实施例中，当光传输低于基准水平的一个百分比时，柜架1701发出过滤器很脏的信号。

【0214】尽管以上对各种实施方式进行了描述，但是其它的实施方式也在本领域技术人员掌握的技能范围内。因此，尽管主要是按照空调系统的措辞进行描述的，但本领域技术人员应理解，可将系统1000的全部或部分应用到其它诸如商业HVAC系统、制冷系统、制冷器、水冷凝器等的制冷剂循环系统中。因此本发明仅受所附权利要求的限制。

Claims

1.一种用于电力系统中负载控制的系统，包括：

恒温器，其被配置成控制冷却系统；

数据接口设备，其被提供给所述恒温器，所述数据接口设备被配置成接收命令，所述数据接口设备是使用标识码可寻址的；以及

远程监控系统，所述远程监控系统被配置成向所述数据接口设备发送第一命令，以调整所述电力系统上的负载。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一命令包括关机命令。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一命令包括恒温器温度设定点命令。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一命令包括指定恒温器温度设定点的命令。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统停机一段指定时间的命令。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一命令包括在一段指定时间降低温度设定点的命令。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一命令包括在一段指定时间降低温度设定点的命令。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据接口设备包括调制解调器。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述数据接口设备包括宽带电力线调制解调器。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述数据接口设备包括无线调制解调器。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述数据接口设备包括电话调制解调器。

12.一种用于电力系统中负载控制的系统，包括：

冷却系统，其包括蒸发器单元；

数据接口设备，其被提供给所述蒸发器单元，所述数据接口设备被配置成接收对所述电力系统的命令；以及

远程监控系统，所述远程监控系统被配置成向所述数据接口设备发送第一命令，以调整所述电力系统的负载。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一命令包括关机命令。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统在相对较低功率模式下运行的命令。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一命令包括指定恒温器温度设定点的命令。

16.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统停机一段指定时间的命令。

17.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一命令包括在一段指定时间降低温度设定点的命令。

18.根据权利要求12所述的系统，其中所述第一命令包括使温度设定点保持降低一段指定时间的命令。

19.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据接口设备包括调制解调器。

20.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据接口设备包括宽带电力线调制解调器。

21.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据接口设备包括无线调制解调器。

22.根据权利要求12所述的系统，其中所述数据接口设备包括电话调制解调器。

23.一种用于电力系统中负载控制的系统，包括：

冷却系统的冷凝器单元；

压缩机，其被提供给所述冷凝器单元；

数据接口设备，其被提供给所述压缩机单元，所述数据接口设备被配置成接收对所述电力系统的命令；以及

24.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一命令包括关机命令。

25.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一命令包括使所述压缩机在相对较低速度模式下运行的命令。

26.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷凝器单元在相对较低功率模式下运行的命令。

27.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统停机一段指定时间的命令。

28.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一命令包括使所述压缩机在相对较低速度模式下运行一段指定时间的命令。

29.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷凝器单元在相对较低功率模式下运行一段指定时间的命令。

30.根据权利要求23所述的系统，其中所述远程监控系统进一步被配置成发送第二命令，以查询所述冷却系统的工作值。

31.根据权利要求23所述的系统，其中所述工作值包括效率值。

32.根据权利要求23所述的系统，其中所述数据接口设备包括调制解调器。

33.根据权利要求23所述的系统，其中所述数据接口设备包括宽带电力线调制解调器。

34.一种用于电力系统中负载控制的系统，包括：

冷却系统，包括；

蒸发器单元；

冷凝器单元；

恒温器；和

一个或多个数据接口设备，其被提供给所述冷却系统，所述

数据接口设备被配置成接收命令；以及

35.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一命令包括关机命令。

36.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统中的压缩机在相对较低速度模式下运行的命令。

37.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统运行在相对较低功率模式下的命令。

38.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统停机一段指定时间的命令。

39.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷却系统内的压缩机在相对较低速度模式下运行一段指定时间的命令。

40.根据权利要求34所述的系统，其中所述第一命令包括使所述冷凝器单元在相对较低速度模式下运行一段指定时间的命令。

41.根据权利要求34所述的系统，其中所述远程监控系统进一步被配置成发送第二命令，以查询所述冷却系统的工作值。

42.根据权利要求41所述的系统，其中所述工作值包括效率值。

43.根据权利要求34所述的系统，其中所述数据接口设备包括调制解调器。

44.根据权利要求34所述的系统，其中所述数据接口设备包括宽带电力线调制解调器。

45.一种用于监控制冷剂循环系统运行的监控系统，包括：

多个冷凝器单元传感器，其被配置成测量一个冷凝器单元的运行特性，所述多个冷凝器单元传感器包括当所述冷凝器单元中的压缩机吸收电能时进行检测的传感器，所述多个冷凝器单元传感器进一步包括至少第一温度传感器，所述冷凝器单元包括冷凝器和压缩机；

一个或多个蒸发器单元传感器，其被配置成测量蒸发器单元的一个或多个运行特性，所述一个或多个蒸发器单元传感器包括至少第二温度传感器，所述蒸发器单元包括蒸发器和空气处理机风扇；

一个或多个环境传感器，其被配置成测量一个或多个环境条件；以及

处理系统，其被配置成，使用来自所述多个冷凝器单元传感器，所述一个或多个蒸发器单元传感器，以及所述一个或多个环境传感器的数据中的至少一部分计算所述制冷剂循环系统的效率。

46.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算能量用量。

47.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算由于所述制冷剂循环系统的低效运行造成的能量成本。

48.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于低气流造成的性能问题。

49.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于过载造成的性能问题。

50.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于制冷剂不足造成的性能问题。

51.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于制冷剂过量造成的性能问题。

52.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于液体管路限制造成的性能问题。

53.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于吸入管路限制造成的性能问题。

54.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于热气管路限制造成的性能问题。

55.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于压缩机低效运行造成的性能问题。

56.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成为能量用量和成本图提供数据。

57.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成将与所述制冷剂循环系统相关的数据提供给远程监控中心。

58.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成使用电力线联网将与所述制冷剂循环系统相关的数据提供给远程监控中心。

59.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成使用宽带电力线联网将与所述制冷剂循环系统相关的数据提供给远程监控中心。

60.根据权利要求45所述的监控系统，进一步包括电子控制计量装置，从而允许以能效物质控制进入蒸发器的制冷剂。

61.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于所述制冷剂循环系统的最大期望效率的数据来配置的。

62.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于用在所述制冷剂循环系统中的制冷剂类型的数据来配置的。

63.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于所述冷凝器的所述特性的数据来配置的。

64.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于所述蒸发器的所述特性的数据来配置的。

65.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括温度传感器，该温度传感器被配置成测量吸入管路中的所述制冷剂的温度。

66.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括温度传感器，该温度传感器被配置成测量液体管路中的所述制冷剂的温度。

67.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括温度传感器，该温度传感器被配置成测量热气管路中的所述制冷剂的温度。

68.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括压力传感器，该温度传感器被配置成测量吸入管路中的所述制冷剂的压力。

69.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括压力传感器，该温度传感器被配置成测量液体管路中的所述制冷剂的压力。

70.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括压力传感器，该温度传感器被配置成测量热气管路中的所述制冷剂的压力。

71.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括至少一个制冷剂流量传感器。

72.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括至少一个制冷剂污染物传感器。

73.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括至少一个冷凝器风扇转速计。

74.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述多个冷凝器单元传感器包括至少一个温度传感器，其被配置成测量流出所述冷凝器的空气的温度。

75.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括测量进入所述蒸发器的制冷剂的温度的温度传感器。

76.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括测量流出所述蒸发器的制冷剂的温度的温度传感器。

77.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括测量进入所述蒸发器的空气的温度的温度传感器。

78.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括测量流出所述蒸发器的空气的温度的温度传感器。

79.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括至少一个湿度传感器。

80.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括至少一个气流传感器。

81.根据权利要求45所述的监控系统，其中所述至少一个蒸发器单元传感器包括至少一个压差传感器。

82.一种用于监控制冷剂循环系统中的蒸发器的监控系统，包括：

第一温度传感器，其被配置成测量输入蒸发器的空气的温度；

第二温度传感器，其被配置成测量从所述蒸发器输出的空气的温度；

一个或多个环境传感器，其被配置成测量一个或多个环境条件；

传感器，其在空气流过所述蒸发器时进行检测；以及

处理系统，其被配置成利用来自所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的数据的至少一部分来计算所述蒸发器的性能标准。

83.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算效率。

84.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算由于所述蒸发器的低效运行造成的能量成本。

85.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于低气流造成的性能问题。

86.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括气流传感器。

87.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括提供给所述蒸发器的风扇的转速计。

88.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括第三温度传感器，其被配置成测量蒸发器制冷剂的输入温度，和第三温度传感器，其被配置成测量蒸发器制冷剂的输出温度。

89.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括一个或多个压力传感器，其被配置成测量通过所述蒸发器的压差。

90.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括至少一个湿度传感器。

91.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括一个或多个电传感器，以测量提供给风扇的风扇电机的电功率，该风扇给所述蒸发器提供空气。

92.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括制冷剂流量传感器。

93.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成为能量用量和成本图提供数据。

94.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成将与所述蒸发器的运行相关的数据提供给远程监控中心。

95.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成使用电力线联网将与所述蒸发器系统的运行相关的数据提供给远程监控中心。

96.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成使用宽带电力线联网将与所述蒸发器的运行相关的数据提供给远程监控中心。

97.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括电子控制计量装置，以允许控制进入所述蒸发器的制冷剂。

98.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于所述蒸发器的最大期望效率的数据来配置的。

99.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于用在所述蒸发器中的制冷剂类型的数据来配置的。

100.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于所述蒸发器的一个或多个物理特性的数据来配置的。

101.根据权利要求82所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于提供给所述蒸发器的输送管的横截面区域的数据来配置的。

102.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括温度传感器，其被配置成测量提供给所述蒸发器的制冷剂管路中的所述制冷剂的温度。

103.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括测量所述蒸发器的输出管路中的制冷剂压力的压力传感器。

104.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括至少一个制冷剂污染物传感器。

105.根据权利要求82所述的监控系统，进一步包括压差传感器。

106.一种用于监控制冷剂循环系统中的蒸发器的监控系统，包括：

用于测量所述蒸发器的一个或多个输入的装置；

用于测量所述蒸发器的一个或多个输出的装置；

与所述蒸发器的运行有关的编程数据参数；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述用于测量一个或多个输入的装置、所述用于测量一个或多个输出的装置和所述编程数据参数的数据的至少一部分来计算所述蒸发器的一个或多个性能标准，所述处理系统被配置成提供所述性能标准的性能历史，并使用部分所述性能标准来计算所述蒸发器的运行效率。

107.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述数据参数包括制冷剂类型。

108.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述数据参数包括制冷剂的一个或多个性质。

109.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述数据参数包括一个或多个校准值。

110.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述数据参数包括在校准过程中从所述蒸发器得到的一个或多个校准值。

111.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述数据参数包括所述蒸发器的一个或多个物理性质。

112.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述数据参数包括所述蒸发器的一个或多个尺寸性质。

113.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括输入空气温度。

114.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括输入制冷剂温度。

115.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括提供给蒸发器风扇的电功率。

116.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括提供给压缩机的电功率。

117.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括输出空气温度。

118.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括输出制冷剂温度。

119.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括输出空气湿度。

120.根据权利要求106所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括气流。

121.一种用于监控制冷剂循环系统中的冷凝器单元的监控系统，包括：

第一温度传感器，其被配置成测量输入冷凝器单元的制冷剂的温度；

第二温度传感器，其被配置成测量从所述冷凝器单元输出的制冷剂温度；

检测功率的电传感器，提供该电传感器以检测提供给所述冷凝器单元的压缩机的电功率；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述第一温度传感器，所述第二温度传感器，所述环境传感器，和所述电传感器的数据的至少一部分来计算所述冷凝器的性能标准。

122.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算效率。

123.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算由于所述冷凝器单元的低效运行造成的能量成本。

124.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于制冷剂不足造成的性能问题。

125.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于制冷剂过量造成的性能问题。

126.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括提供给所述冷凝器单元的风扇的气流传感器。

127.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括被配置以测量所述冷凝器单元中的冷凝器盘管的输出空气温度的温度传感器。

128.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括一个或多个压力传感器，其被配置成测量通过所述压缩机的制冷剂压差。

129.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括至少一个湿度传感器。

130.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括一个或多个电传感器，以测量提供给所述冷凝器单元的风扇的电功率。

131.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括制冷剂流量传感器。

132.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成提供用于能量用量和成本图的数据。

133.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成将与所述冷凝器的运行相关的数据提供给远程监控中心。

134.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成使用电力线联网将与所述冷凝器系统的运行相关的数据提供给远程监控中心。

135.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成使用宽带电力线联网将与所述冷凝器的运行相关的数据提供给远程监控中心。

136.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括测量提供给所述压缩机的制冷剂的温度的温度传感器。

137.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括测量从所述压缩机输出的制冷剂的温度的温度传感器。

138.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括测量从所述冷凝器盘管输出的制冷剂的温度的温度传感器。

139.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述监控系统是用各种环境温度下，关于所述冷凝器单元的最大期望效率的数据来配置的。

140.根据权利要求121所述的监控系统，其中所述监控系统是用关于用在所述冷凝器单元中的制冷剂类型的数据来配置的。

141.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括压力传感器，其被配置成测量提供给所述压缩机的制冷剂管路中的所述制冷剂的压力。

142.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括压力传感器，以测量所述冷凝器单元的输出管路中的制冷剂压力。

143.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括至少一个制冷剂污染物传感器。

144.根据权利要求121所述的监控系统，进一步包括环境湿度传感器。

145.一种用于监控制冷剂循环系统中的冷凝器单元的监控系统，包括：

用于测量所述冷凝器的一个或多个输入的装置；

用于测量所述冷凝器的一个或多个输出的装置；

与所述冷凝器的运行有关的编程数据参数；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述用于测量一个或多个输入的装置、所述用于测量一个或多个输出的装置和所述编程数据参数的数据的至少一部分来计算所述冷凝器的一个或多个性能标准，所述处理系统被配置成提供所述性能标准的性能历史，并利用部分所述性能标准来计算所述冷凝器的运行效率。

146.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述数据参数包括制冷剂类型。

147.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述数据参数包括制冷剂的性质。

148.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述数据参数包括一个或多个校准值。

149.根据权利要求145所述的监控系统，进一步包括测量制冷剂压力的压力传感器。

150.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述数据参数包括在校准过程中从所述冷凝器得到的一个或多个校准值。

151.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述数据参数包括所述冷凝器的一个或多个物理性质。

152.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述数据参数包括所述冷凝器的一个或多个尺寸性质。

153.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括输入空气温度。

154.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括输入制冷剂温度。

155.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括提供给冷凝器风扇的电功率。

156.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输入包括提供给压缩机的电功率。

157.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括输出制冷剂压力。

158.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括输出制冷剂温度。

159.根据权利要求145所述的监控系统，其中所述一个或多个输出包括制冷剂流量。

160.一种用于监控制冷剂循环系统的运行的智能恒温器，包括：

显示器，其被配置成显示温度和系统效率；以及

处理系统，其被配置成接收来自一个或多个冷凝器单元传感器及一个或多个蒸发器单元传感器的传感器数据，所述处理系统被配置成使用至少一部分所述传感器数据计算所述制冷剂循环系统的效率，并显示与所述效率有关的参数。

161.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成计算并显示所述HVAC系统的能量用量。

162.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成使用所述HVAC系统计算并显示能量成本。

163.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成诊断性能问题。

164.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成诊断由于过载造成的性能问题。

165.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成诊断由于制冷剂不足造成的性能问题。

166.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成诊断由于制冷剂过量造成的性能问题。

167.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成诊断由于液体管路限制造成的性能问题。

168.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成识别由于吸入管路限制造成的性能问题。

169.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成识别由于热气管路限制造成的性能问题。

170.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成识别由于压缩机低效运行造成的性能问题。

171.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成提供用于能量用量和成本图的数据。

172.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成将与所述制冷剂循环系统的运行有关的数据提供给远程监控中心。

173.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成使用电力线联网将与所述制冷剂循环系统的运行有关的数据提供给远程监控中心。

174.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述处理系统被配置成使用宽带电力线联网将与所述制冷剂循环系统的运行有关的数据提供给远程监控中心。

175.根据权利要求60所述的智能恒温器，进一步包括电子控制计量装置，从而允许以能效物质控制进入蒸发器的制冷剂。

176.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器是用关于所述制冷剂循环系统的最大期望效率的数据来配置的。

177.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器是用关于用在所述制冷剂循环系统的制冷剂类型的数据来配置的。

178.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器是用关于所述冷凝器的所述特性的数据来配置的。

179.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述智能恒温器是用关于所述蒸发器的所述特性的数据来配置的。

180.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括温度传感器，其被配置成测量吸入管路中的所述制冷剂的温度。

181.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括温度传感器，其被配置成测量液体管路中的所述制冷剂的温度。

182.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括温度传感器，其被配置成测量热气管路中的所述制冷剂的温度。

183.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括压力传感器，其被配置成测量吸入管路中的所述制冷剂的压力。

184.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括压力传感器，其被配置成测量液体管路中的所述制冷剂的压力。

185.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括压力传感器，其被配置成测量热气管路中的所述制冷剂的压力。

186.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括至少一个制冷剂流量传感器。

187.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括至少一个制冷剂污染物传感器。

188.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括至少一个冷凝器风扇转速计。

189.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述冷凝器单元传感器包括至少一个温度传感器，其被配置成测量流出所述冷凝器的空气的温度。

190.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括温度传感器，其被配置成测量流入所述蒸发器的制冷剂的温度。

191.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括温度传感器，以测量流出所述蒸发器的制冷剂的温度。

192.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括温度传感器，以测量流入所述蒸发器的空气的温度。

193.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括温度传感器，以测量流出所述蒸发器的空气的温度。

194.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括至少一个湿度传感器。

195.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括至少一个气流传感器。

196.根据权利要求60所述的智能恒温器，其中所述蒸发器单元传感器包括至少一个压差传感器。

197.根据权利要求60所述的智能恒温器，进一步包括调制解调器，所述智能恒温器被配置成使用所述调制解调器将性能标准报告给监控系统。

198.根据权利要求60所述的智能恒温器，进一步包括调制解调器，所述智能恒温器被配置成使用所述调制解调器接收停机指令。

199.根据权利要求60所述的智能恒温器，进一步包括调制解调器，所述智能恒温器被配置成使用所述调制解调器接收命令。

200.根据权利要求60所述的智能恒温器，进一步包括调制解调器，所述智能恒温器被配置成使用所述调制解调器接收运行指令。

201.一种用于监控强迫通风加热或制冷系统中的空气过滤器的监控系统，包括：

压差传感器，其被配置成测量过滤器元件两端的压降；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述压差传感器的数据的至少一部分来计算所述过滤器的性能标准。

202.根据权利要求201所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成当所述过滤器需要更换时，给出指示。

203.根据权利要求201所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成计算由于所述过滤器的低效运行造成的能量成本。

204.根据权利要求201所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于低气流造成的性能问题。

205.根据权利要求201所述的监控系统，进一步包括气流传感器。

206.根据权利要求201所述的监控系统，进一步包括无线发送器系统，以将来自所述压差传感器的数据传送给所述处理系统。

207.根据权利要求201所述的监控系统，其中所述压差传感器提供给配置成容纳传统的过滤器元件的框架，所述框架被配置成安装在传统的过滤元件支架内。

208.根据权利要求201所述的监控系统，进一步包括定时器，所述处理器被配置成当所述定时器超过所述过滤器的一指定使用时间时，或当所述过滤器两端的压降超过一指定量时，指示更换过滤器。

209.一种用于监控强制通风加热或制冷系统中的空气过滤器的监控系统，包括：

用于支撑过滤器元件的装置；

用于测量所述过滤器元件两端的压降的装置；

用于向处理系统发送数据的装置；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述用于测量压降的装置的数据，计算所述过滤器的一个或多个性能标准。

210.一种用于监控强制通风加热或制冷系统中的空气过滤器的监控系统，包括：

用于支撑过滤器元件的装置；

用于测量通过所述过滤器元件的光传导的装置；

用于向处理系统发送数据的装置；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述用于测量光传导的装置的数据，计算所述过滤器的一个或多个性能标准，所述处理系统被配置成当所述过滤器元件更换时，建立基线光传导值，以及当所述光传导值相对所述基线光传导值下降到阈值以下时，指示更换过滤器。

211.一种用于监控强制通风加热或制冷系统中的空气过滤器的监控系统，包括：

光源，其被配置成照亮过滤器元件的一部分；

光传感器，其被配置成接收来自所述光源的光，该光源已经通过所述过滤器元件；以及

处理系统，其被配置成使用来自所述光源的数据的至少一部分来计算所述过滤器的性能标准，所述处理系统被配置成当刚安装所述过滤器元件时，建立基线光传导值，以及当所述光传导值相对所述基线光传导值下降到阈值以下时，指示更换过滤器。

212.根据权利要求201所述的监控系统，其中所述处理系统被配置成识别由于过滤器元件不干净引起的低气流所造成的性能问题。

213.根据权利要求201所述的监控系统，进一步包括气流传感器。

214.根据权利要求201所述的监控系统，进一步包括无线发送器系统，以将数据传送给HVAC监控系统。

215.根据权利要求201所述的监控系统，其中所述光源提供给配置成支撑所述过滤器元件的框架，所述框架被配置成安装在传统的过滤器元件支架内。

216.据权利要求201所述的监控系统，进一步包括定时器，所述处理器被配置成当所述定时器超过所述过滤器元件的一指定使用时间时，或当通过所述过滤器的光传导下降到一指定量以下时，指示更换过滤器。