CN105431693B - 用于制冷系统的制冷剂液位监控 - Google Patents

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Abstract

一种制冷系统包括制冷剂蒸汽压缩单元，所述制冷剂蒸汽压缩单元包括压缩机和用于确定总体系统电流消耗的一个或多个电流传感器。一个或多个压力传感器被定位来确定所述制冷剂蒸汽压缩单元中的制冷剂压力。控制器将所述系统上的电流消耗和制冷剂压力与所选择的可接受范围进行比较并且确定所述制冷剂蒸汽压缩单元中的制冷剂充注液位。一种确定制冷系统中的制冷剂充注液位的方法包括测量所述制冷系统中的制冷剂压力和感测所述制冷系统的电流消耗。从所述制冷剂压力和所述电流消耗计算所述制冷系统中的制冷剂充注液位。

Description

用于制冷系统的制冷剂液位监控
发明背景
本文中公开的标的涉及制冷系统。更具体地，本文中公开的标的涉及制冷系统中的制冷剂液位的确定和监控。
水果、蔬菜和其它易腐坏物品(包括肉、禽肉和鱼(新鲜或冷冻的))通常在卡车或挂车的货柜中或在联运集装箱中运输。相应地，通常提供一种用于冷却货柜内的大气的与货柜可操作地相关的运输制冷系统。运输制冷系统包括制冷剂蒸汽压缩系统(也被称作运输制冷单元)和机载动力单元。制冷剂蒸汽压缩系统通常包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器，其根据已知的制冷剂蒸汽压缩循环通过闭合制冷剂回路中的制冷剂管线串联连接。动力单元包括发动机(通常是柴油驱动的)。
系统充注有选择体积的制冷剂，其容纳在接收器中或储液罐中，其足以允许宽范围的操作温度内的期望制冷量。在典型系统中，接收器包括一个或多个视镜以允许操作者视觉上评估接收器中存在的制冷剂充注液位。当在现场添加制冷剂时(当系统中的制冷剂充注无法称重时)，视镜用于验证添加至接收器的正确数量的制冷剂以得到接收器中的可接受制冷剂液位。视镜也用于周期性地确定系统是过度充注或充注不足。经由视镜确定制冷剂充注液位的准确性可能不可靠，因为方法依据检查制冷剂液位时系统运行的条件。在特定运行条件下，系统基于视镜观测可能看似充注不足或过度充注，但实际上可能是适当充注的。
发明概要
在一个实施方案中，一种制冷系统包括制冷剂蒸汽压缩单元，其包括压缩机和用于确定总体系统电流消耗的一个或多个电流传感器。一个或多个压力传感器被定位来确定所述制冷剂蒸汽压缩单元中的制冷剂压力。控制器将所述系统上的电流消耗和制冷剂压力与所选择的可接受范围进行比较并且确定所述制冷剂蒸汽压缩单元中的制冷剂充注液位。
在另一个实施方案中，一种确定制冷系统中的制冷剂充注液位的方法包括测量制冷系统中的制冷剂压力和感测制冷系统的电流消耗。从所述制冷剂压力和所述电流消耗计算所述制冷系统中的制冷剂充注液位。
这些和其它优点和特征将从结合附图进行的下列描述变得更明显。
附图简述
被视为本发明的标的在说明书结尾的权利要求中特别指出并且明确要求。从结合附图进行的下文详细描述中了解本发明的上述和其它特征和优点，其中：
图1是运输制冷系统的实施方案的示意图；
图2是运输制冷系统的另一个实施方案的示意图；和
图3是运输制冷系统的接收器的实施方案的示意图。
详细描述通过参考图举例来说明本发明的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
首先参考图1和图2，描绘运输制冷系统的示例性实施方案，其用于冷却卡车、挂车、集装箱、联运集装箱或类似货物运输单元的货柜内的大气。运输制冷系统10包括运输制冷单元12，所述运输制冷单元12包括压缩机14、制冷剂排热热交换器16(例如，冷凝器或气体冷却器)、膨胀装置18、制冷剂蒸发热交换器20和吸入调节阀22，其连接在包括制冷剂管线24、26和28且配置在传统的制冷循环中的闭环冷却回路中。运输制冷系统10还包括电子系统控制器30、柴油发动机32和发动机控制器34。运输制冷系统10如在传统做法中安装至卡车、挂车或集装箱的外壁，具有压缩机14和排热热交换器16，其中它的相关冷凝器风扇(未示出)和柴油发动机32安置在制冷货柜的外部。
如在传统做法中，当运输制冷单元12在冷却模式中运行时，通过压缩机14将低温、低压制冷剂蒸汽压缩为高压、高温制冷剂蒸汽并且将其从压缩机14的排放出口传递至制冷管线24。制冷剂经由制冷剂管线24循环穿过制冷剂回路并且穿过排热热交换器16的热交换盘管或管簇，其中制冷剂蒸汽冷凝为液体，因此穿过提供过量液体制冷剂的存储的接收器36，并且因此穿过热交换器的再冷却盘管38。经再冷却液体制冷剂接着经过制冷剂间热交换器40的第一制冷剂行程穿过制冷剂管线24，并且因此在穿过蒸发器热交换器20之前横穿膨胀装置18。在横穿膨胀装置18(其可为如在图1中描绘的电子膨胀阀(EXV)或如在图2中描绘的机械恒温膨胀阀(TXV))时，液体制冷剂在传递至制冷剂热交换20之前膨胀至更低温度和更低压力。
在流动穿过蒸发器热交换器20的热交换盘管或管簇时，制冷剂蒸发且通常被过度加热，因为它穿过从经过蒸发器热交换器20的空气侧行程的货柜吸取的热交换关系回流空气。制冷剂蒸汽因此穿过制冷剂管线26，制冷剂蒸汽横穿与经过其第一制冷剂行程的液体制冷剂成热交换关系的制冷剂间热交换器40的第二制冷剂行程。在进入压缩机14的吸入进口之前，制冷剂蒸汽穿过被安置在相对于制冷剂间热交换器40的制冷剂流量的下游和相对于压缩机14的制冷剂流量的上游的制冷剂管线26中的吸入调节阀22。通过选择性地减小穿过吸入调节阀22的开放过流面积，控制器30可选择性地限制供应至压缩机14的制冷剂蒸汽的流量，由此减小运输制冷单元12的容量输出并且接着减小强加在发动机32上的动力需求。
通过与蒸发器热交换器20相关的蒸发器风扇(未示出)从货柜内吸取的空气经过蒸发器热交换器20的热交换盘管或管簇的外部热转移表面并且循环返回至货柜的内部空间中。从货柜中吸取的空气被称作“回流空气”，且循环回至货柜中的空气被称作“供应空气”。将了解，如在本文中使用的术语“空气”包括空气和其它气体的混合物，诸如，例如但不限于氮气或二氧化碳，其有时被引入至经制冷货柜中用于易腐坏产品(诸如农产品)的运输。
虽然所使用的特定类型的蒸发器热交换器20不限制本发明，但是蒸发器热交换器20可例如包括一个或多个热交换器盘管(如在图中描绘)或由在各自进口歧管与出口歧管之间延伸的多个管形成的一个或多个管簇。管可为圆管或扁平管并且可带翅片或无翅片。一个或多个压力传感器44定位在制冷单元12中，且一个或多个电流传感器46定位在例如压缩机14上。在制冷系统10的运行期间，压力传感器44和电流传感器46监控压缩机14上的制冷剂压力和/或电流消耗。由压力传感器44和电流传感器46收集的信息被传输至控制器30，其中控制器30基于制冷单元12在测量期间运行的条件(诸如吸入调节阀22的百分比开放面积)比较信息与预选的可接受压力和电流范围。将了解，在其它实施方案中，可利用其它阀门，诸如电子膨胀阀(未示出)。在一些实施方案中，通过测量运输制冷系统中的空气或制冷剂温度而确定开放面积。如果制冷剂压力和/或压缩机14电流消耗在可接受范围外，那么控制器30将触发警报(诸如声音警报)或显示在控制面板上的光或消息以指示制冷单元12中的制冷剂充注在可接受范围外(比允许的电流消耗，那么它可指示制冷剂充注过量。类似地，如果期望高或低)。例如，如果压缩机14上的电流消耗高于所选择范围所制冷剂压力超过可接受范围的上限，那么它可指示制冷单元12中的制冷剂充注过量。
控制器30可连续监控压力和电流，或这些测量可由控制器按所选择的时间间隔或在制冷系统10在闲置后初次启用时收集。此外，压力和温度传感器可用于验证在制冷系统10维护期间添加正确数量的制冷剂。
参考图3，可使用压力传感器44和电流传感器46，其中一个或多个视镜48定位在接收器36上。操作者可使用视镜48来视觉验证接收器中的制冷剂的正确液位，尤其验证制冷剂液位或充注不太低。
虽然上文公开涉及运输制冷系统，但是本领域技术人员将了解本公开的元件也可适用于其它蒸汽压缩制冷系统。
虽然已仅结合有限数量的实施方案详细描述本发明，但是应易于了解本发明不限于这些所公开的实施方案。而是，本发明可被修改以并入任意数量的目前为止未描述但是与本发明的精神和范畴相当的变化、变更、替代或等效配置。此外，虽然已描述本发明的各种实施方案，但是应了解本发明的方面可仅包括所描述实施方案的一些。因此，本发明不应被视为受限于上述描述，而是仅受限于随附权利要求的范围。

Claims (17)

1.一种制冷系统，其包括：
制冷剂蒸汽压缩单元，其包括压缩机；
一个或多个电流传感器，其用于确定所述压缩机处的电流消耗；
一个或多个压力传感器，其用于确定所述压缩机处的制冷剂压力；和
控制器，其用于将所述电流消耗和所述制冷剂压力与所选择的可接受范围进行比较并且确定所述制冷剂蒸汽压缩单元中的制冷剂充注液位，且
其中，所述电流消耗和制冷剂压力由所述控制器按所选择的时间间隔或在所述制冷系统在闲置后初次启用时收集。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其还包括被安置在所述制冷剂蒸汽压缩单元的接收器处的一个或多个视镜。
3.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述控制器被构造来比较所述制冷剂充注液位与预选限值。
4.根据权利要求3所述的制冷系统，其中当所述制冷剂充注液位高于或低于所述预选限值时，所述控制器触发警报。
5.根据权利要求1所述的制冷系统，其还包括阀门，其用于调节至所述压缩机的制冷剂流量，利用所述阀门的百分比开放面积来确定所述可接受范围。
6.根据权利要求5所述的制冷系统，其中所述阀门是吸入调节阀。
7.根据权利要求1所述的制冷系统，其中所述制冷系统是运输制冷系统。
8.一种确定制冷系统中的制冷剂充注液位的方法，其包括：
测量所述制冷系统中的压缩机处的制冷剂压力；
感测所述压缩机处的电流消耗；和
由控制器从所述制冷剂压力和所述电流消耗计算所述制冷系统中的制冷剂充注液位，其中，所述电流消耗和制冷剂压力由所述控制器按所选择的时间间隔或在所述制冷系统在闲置后初次启用时收集。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包括比较所述制冷剂充注液位与制冷剂充注的可接受范围。
10.根据权利要求9所述的方法，其还包括经由阀门调节进入所述压缩机中的制冷剂流量。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包括利用所述阀门的百分比开放面积来确定所述可接受范围。
12.根据权利要求11所述的方法，其还包括：
测量所述制冷系统中的空气或制冷剂温度；和
利用所述所测量温度来确定所述百分比开放面积。
13.根据权利要求9所述的方法，其还包括在所述制冷剂充注液位在所述可接受范围外时触发警报。
14.根据权利要求8所述的方法，其中经由一个或多个压力传感器感测所述制冷剂压力。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个压力传感器大体上连续操作。
16.根据权利要求8所述的方法，其还包括经由安置在所述制冷系统的接收器处的一个或多个视镜验证所述制冷剂充注液位。
17.根据权利要求8所述的方法，其中所述制冷系统是运输制冷系统。
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