CN108845592B - 冷媒加注测量系统及冷媒加注方法 - Google Patents

冷媒加注测量系统及冷媒加注方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷媒加注测量系统，冷媒存储单元通过并联的第一管路或第二管路将冷媒输送到第三管路，第三管路连接第四管路，第四管路连接被测试件，第二测量单元设置在第四管路上，第五管路一端连接在第四管路上，第五管路另一端连接有第五控制阀；冷媒存储单元、第一管路和第二管路均设置在第一测量单元上，第二测量单元采集的数据和第一测量单元数据一同输出至处理器，处理器根据预设加注规则控制第一管路或第二管路的冷媒输出量；第一管路串联有第一控制阀和第二控制阀，第二管路串联有第三控制阀和第四控制阀。本发明能消除冷媒累计加注误差，并能提高实际加注的控制精度。

Description

冷媒加注测量系统及冷媒加注方法
技术领域
本发明涉及空调领域，尤其是涉及一种空调冷媒加注测量系统。本发明还涉及一种利用所述冷媒加注测量系统的冷媒加注方法。
背景技术
在空调行业，冷媒加注量对空调的制冷或制热效果至关重要。每种空调在开发过程中都需要进行冷媒加注量标定试验，以达到空调系统最佳运行状态。在冷媒加注量标定试验中，需要通过逐步加注冷媒的方式，来获得冷媒加注量与空调某个性能参数的关系曲线，进而判断出最佳的冷媒加注量。
譬如，对于一个最佳加注量为500g的汽车空调来说，从100g开始，每次加50g，一直加到800g，每次间隔10分钟，画出加注量和过冷度曲线。从100g到500g加注了8次。目前市场上可买到的加注量计，加注精度±1g，200g以上为±0.5％。如果一次加注到500g，精度为±2.5g，但分次加注的话，精度为±8g，对于开发来说误差太大。另外，离开加注量计的冷媒不仅会进入空调，还存在于加注管内，许多加注量计对这部分冷媒采用了估算的方式，好一点的加注量计则测量了加注管内的压力，进行估算，但当加注管内存在液体时误差仍然很大。现有冷媒加注系统仅对单次加注的冷媒量做精度控制，但对多次累计加注冷媒后带来累计误差不做计量，多次加注后冷媒量误差会逐渐加大，导致无法保证冷媒匹配试验的准确性.现有的冷媒加注系统对加注过程中管内冷媒计算不准确，加注管内残留冷媒的量无法控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能消除冷媒加注量标定试验中冷媒累计加注误差，并能提高实际加注控制精度的冷媒加注测量系统。本发明还涉及一种利用所述冷媒加注测量系统的冷媒加注方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的冷媒加注测量系统，包括：冷媒存储单元、第一测量单元、第二测量单元、第一～第五管路、第一～第五控制阀和处理器；
冷媒存储单元通过并联的第一管路或第二管路将冷媒输送到第三管路，第三管路连接第四管路，第四管路连接被测试件，第二测量单元设置在第四管路上，第五管路一端连接在第四管路上，第五管路另一端连接有第五控制阀；
冷媒存储单元、第一管路和第二管路均设置在第一测量单元上，第二测量单元采集的数据和第一测量单元数据一同输出至处理器，处理器根据预设加注规则控制第一管路或第二管路的冷媒输出量；
第一管路串联有第一控制阀和第二控制阀，第二管路串联有第三控制阀和第四控制阀。
其中，第一控制阀和第三控制阀是电磁阀，第一第三控制阀型号相同。第一控制阀开启第三控制阀关闭时，冷媒从第一管路通过。第一控制阀关闭第三控制阀开启时，冷媒从第二管路通过,以此来切换冷媒流通路径。
其中，第二控制阀和第四控制阀是针型阀，第二控制阀控制流量大于第四控制阀控制流量。优选方案为第二控制阀控制流量为10倍第四控制阀控制流量。第二控制阀用于加注前期的快速冷媒加注，第四控制阀用于加注后期的缓慢精确冷媒加注，以此来实现快速并准确的冷媒加注。其中，第五控制阀是手动阀。
其中，第一测量单元为电子天平，第二测量单元为压力传感器。
进一步改进所述冷媒加注测量系统，第三管路为软质管路。
进一步改进所述冷媒加注测量系统，第二控制阀和第四控制阀外部包覆加热层，所述加热层维持温度为40℃～60℃。
进一步改进所述冷媒加注测量系统，第四管路也外部包覆加热层，第四管路加热层维持温度为40℃～60℃。冷媒经过针阀时会发生节流，从液态变为两相，针阀温度会降低，一方面在阀内会残留液体，另一方面还会引起外部凝水，因此对两个针阀和下游软管缠绕PTC电加热(PTC持续温度为40℃～60℃)以解决这个问题。
其中，所述预设加注规则如下：
设第一测量单元初始数值为M1，第一测量单元加注完成实测数值为M1’,第二测量单元初始数值为P1，第二测量单元加注完成数值为P1’，首次加注冷媒用户设定量为N1,残留在各管路内气态冷媒初始质量为X1，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为X1’；
首次实际加注量：M1实＝M1-M1’+(X1-X1’)；
第二次加注：设第一测量单元经首次加注后，第一测量单元初始数值为M2，第一测量单元加注完成实测数值为M2’，第二测量单元初始数值为P2，第二测量单元加注完成数值为P2’,第二次加注冷媒设用户设定量为N2，残留在各管路内气态冷媒初始质量为X2，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为X2’；
第二次实际加注量：M2实＝M2-M2’+(X2-X2’)；
第n次加注：设第一测量单元经n-1次加注后，第一测量单元初始数值为Mn，第一测量单元加注完成实测数值为Mn’，第二测量单元初始数值为Pn，第二测量单元加注完成数值为Pn’,第n次加注冷媒用户设定量为Nn，残留在各管路内气态冷媒初始质量为Xn，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为Xn’；
第n次实际加注量：Mn实＝Mn-Mn’+(Xn-Xn’)。
其中，残留在各管路内气态冷媒质量为Xn，Xn＝V×ρn(Pn)，ρn为与Pn有关的量，ρn为当前管路压力Pn下的饱和压力对应气态冷媒密度，V为管路内体积。
进一步改进所述冷媒加注测量系统，对第(n+1)次加注量进行修正采用以下方式：
设第一测量单元初始数值为M1，记录第一测量单元加注完成实测值为M1’，第一次加注冷媒用户设定量N1；第二次加注冷媒用户设定量N2，第二次加注冷媒实际设定量N2’，记录第一测量单元加注完成实测值为M2’；
N2’＝N2-(M1-M1’-N1)
则，第n次加注冷媒，第n次加注冷媒用户设定量Nn，第n次加注冷媒实际设定量Nn’，记录第n-1次加注第一测量单元实测值为Mn-1’，则：
本发明可以实现以下技术效果：
1、加注设备整体称重(冷媒存储单元、控制阀等)，能消除控制阀开关瞬间液态冷媒流动引起称重读数波动导致的控制精度下降。
2、通过大小不同的控制阀(针阀)组合，精准控制冷媒流量，兼顾速度和精度。
3、将残留在各管路内气态冷媒质量引入测量，减小累积误差，提高冷媒加注精度。
4、通过第一测量单元初始值、每次加注后的实测值以及留在各管路内气态冷媒质量进一步消除冷媒加注的累积误差，提供冷媒加注精度。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明一实施例的结构示意图。
附图标记说明
A是冷媒存储单元
B是第一测量单元
C是第二测量单元
D1～D5是第一～第五管路
E1～E5是第一～第五控制阀
F是被测试件(即加注目标件)
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的冷媒加注测量系统一实施例，包括：冷媒存储单元、第一测量单元、第二测量单元、第一～第五管路、第一～第五控制阀和处理器；
本实施例中，冷媒存储单元为钢瓶，第一测量单元为电子天平，第二测量单元为压力传感器，第三管路为橡胶软管(密闭可承压)，其余管路为铜管，第一控制阀和第三控制阀为电磁阀，第二控制阀和第四控制阀为针阀，第五控制阀为手动阀，处理器为PLC，PLC可连接控制屏进行参数输入。第二控制阀流量为2.5g/s，第四控制阀流量为0.25g/s。显然，第一控制阀(电磁阀)控制流量大于也必然大于第三控制阀控制流量(针阀)，第二控制阀(电磁阀)控制流量大于也必然大于第四控制阀控制流量(针阀)
冷媒存储单元通过并联的第一管路或第二管路将冷媒输送到第三管路，第三管路连接第四管路，第四管路连接被测试件，第二测量单元设置在第四管路上，第五管路一端连接在第四管路上，第五管路另一端连接有第五控制阀；
冷媒存储单元、第一管路和第二管路均设置在第一测量单元上，第二测量单元采集的数据和第一测量单元数据一同输出至处理器，处理器根据预设加注规则控制第一管路或第二管路的冷媒输出量；
第一管路串联有第一控制阀和第二控制阀，第二管路串联有第三控制阀和第四控制阀。
在本实施例的第三管路、第二控制阀和第四控制阀外部包覆PTC加热层，PTC持续温度为40℃～60℃。
所述预设加注规则如下：
设第一测量单元初始数值为M1，第一测量单元加注完成实测数值为M1’,第二测量单元初始数值为P1，第二测量单元加注完成数值为P1’，首次加注冷媒用户设定量为N1,残留在各管路内气态冷媒初始质量为X1，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为X1’；
首次实际加注量：M1实＝M1-M1’+(X1-X1’)；
第二次加注：设第一测量单元经首次加注后，第一测量单元初始数值为M2，第一测量单元加注完成实测数值为M2’，第二测量单元初始数值为P2，第二测量单元加注完成数值为P2’,第二次加注冷媒设用户设定量为N2，残留在各管路内气态冷媒初始质量为X2，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为X2’；
第二次实际加注量：M2实＝M2-M2’+(X2-X2’)；
第n次加注：设第一测量单元经n-1次加注后，第一测量单元初始数值为Mn，第一测量单元加注完成实测数值为Mn’，第二测量单元初始数值为Pn，第二测量单元加注完成数值为Pn’,第n次加注冷媒用户设定量为Nn，残留在各管路内气态冷媒初始质量为Xn，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为Xn’；
第n次实际加注量：Mn实＝Mn-Mn’+(Xn-Xn’)。
其中，残留在各管路内气态冷媒质量为Xn，Xn＝V×ρn(Pn)，ρn为与Pn有关的量，ρn为当前管路压力Pn下的饱和压力对应气态冷媒密度，V为管路内体积。
进一步改进所述冷媒加注测量系统，对第(n+1)次加注量进行修正采用以下方式：
设第一测量单元初始数值为M1，记录第一测量单元加注完成实测值为M1’，第一次加注冷媒用户设定量N1；第二次加注冷媒用户设定量N2，第二次加注冷媒实际设定量N2’，记录第一测量单元加注完成实测值为M2’；
N2’＝N2-(M1-M1’-N1)
则，第n次加注冷媒，第n次加注冷媒用户设定量Nn，第n次加注冷媒实际设定量Nn’，记录第n-1次加注第一测量单元实测值为Mn-1’，则：
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种冷媒加注测量系统，其特征在于，包括：冷媒存储单元、第一测量单元、第二测量单元、第一～第五管路、第一～第五控制阀和处理器；
冷媒存储单元通过并联的第一管路或第二管路将冷媒输送到第三管路，第三管路连接第四管路，第四管路连接被测试件，第二测量单元设置在第四管路上，第五管路一端连接在第四管路上，第五管路另一端连接有第五控制阀；
冷媒存储单元、第一管路和第二管路均设置在第一测量单元上，第二测量单元采集的数据和第一测量单元数据一同输出至处理器，处理器根据预设加注规则控制第一管路或第二管路的冷媒输出量；
第一管路串联有第一控制阀和第二控制阀，第二管路串联有第三控制阀和第四控制阀；
所述预设加注规则如下：
设第一测量单元初始数值为M1，第一测量单元加注完成实测数值为M1’,第二测量单元初始数值为P1，第二测量单元加注完成数值为P1’，首次加注冷媒用户设定量为N1,残留在各管路内气态冷媒初始质量为X1，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为X1’；
首次实际加注量：M1实＝M1-M1’+(X1-X1’)；
第二次加注：设第一测量单元经首次加注后，第一测量单元初始数值为M2，第一测量单元加注完成实测数值为M2’，第二测量单元初始数值为P2，第二测量单元加注完成数值为P2’,第二次加注冷媒设用户设定量为N2，残留在各管路内气态冷媒初始质量为X2，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为X2’；
第二次实际加注量：M2实＝M2-M2’+(X2-X2’)；
第n次加注：设第一测量单元经n-1次加注后，第一测量单元初始数值为Mn，第一测量单元加注完成实测数值为Mn’，第二测量单元初始数值为Pn，第二测量单元加注完成数值为Pn’,第n次加注冷媒用户设定量为Nn，残留在各管路内气态冷媒初始质量为Xn，残留在各管路内气态冷媒加注完成后质量为Xn’；
第n次实际加注量：Mn实＝Mn-Mn’+(Xn-Xn’)。
2.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第一控制阀和第三控制阀是电磁阀。
3.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第二控制阀和第四控制阀是针型阀。
4.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第五控制阀是手动阀。
5.如权利要求3所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第二控制阀控制流量大于第四控制阀控制流量。
6.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第一测量单元为电子天平，第二测量单元为压力传感器。
7.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第三管路为软质管路。
8.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第二控制阀和第四控制阀外部包覆加热层。
9.如权利要求8所述冷媒加注测量系统，其特征在于：所述加热层维持温度为40℃～60℃。
10.如权利要求8所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第四管路也外部包覆加热层。
11.如权利要求10所述冷媒加注测量系统，其特征在于：第四管路加热层维持温度为40℃～60℃。
12.如权利要求1所述冷媒加注测量系统，其特征在于：残留在各管路内气态冷媒质量为Xn，Xn＝V×ρn(Pn)，ρn为当前管路压力Pn下的饱和压力对应气态冷媒密度，V为管路内体积。
13.如权利要求1-12任意一项所述冷媒加注测量系统，其特征在于：对第(n+1)次加注量进行修正采用以下方式：
设第一测量单元初始数值为M1，记录第一测量单元加注完成实测值为M1’，第一次加注冷媒用户设定量N1；第二次加注冷媒用户设定量N2，第二次加注冷媒实际设定量N2’，记录第一测量单元加注完成实测值为M2’；
N2’＝N2-(M1-M1’-N1)；
则，第n次加注冷媒，第n次加注冷媒用户设定量Nn，第n次加注冷媒实际设定量Nn’，记录第n-1次加注第一测量单元实测值为Mn-1’，则：
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