MX2011002406A - Metodo para calibrar un sensor de sobrecalentamiento. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento (5) para un sistema de refrigeración. El método comprende los siguientes pasos. Aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador (1), por ejemplo, al aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión (3) Monitorear uno o más parámetros, por ejemplo, la temperatura de refrigerante que deja el evaporador (1), los parámetros que reflejan un valor de sobrecalentamiento del refrigerante. Permitir que el valor de cada parámetro disminuya. Cuando el/los valor(es) del/de los parámetro(s) monitoreado/monitoreados alcanza un nivel sustancialmente constante, que define el valor de sobrecalentamiento que corresponde al nivel constante para ser SH=O. El sensor de sobrecalentamiento (5) entonces se calibra de conformidad con el nivel SH=O definido. Cuando el/los parámetro(s) alcanza/alcanzan un nivel sustancialmente constante, es una indicación de que se permite que el refrigerante líquido pase a través del evaporador (1), y consecuentemente que el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador (1) es cero. La calibración puede realizarse en el lugar, y por lo tanto no es necesario calibrar el sensor (5) en la instalación de fabricación. Consecuentemente, ya no se requiere hacer coincidir la información de calibración con un sensor específico.

Description

METODO PARA CALIBRAR UN SENSOR DE SOBRECALENTAMIENTO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento para un sistema de refrigeración. El sensor de sobrecalentamiento que se calibra puede disponerse ventajosamente en una ruta refrigerante de un sistema de refrigeración, que además tiene una válvula de expansión, un evaporador y un compresor dispuesto en éste.

Antecedentes de la Invención Los sistemas de refrigeración frecuentemente se operan al ajustar un grado de apertura de una válvula de expansión y/o al abrir/cerrar una válvula de expansión, lo que consecuentemente controla la cantidad de refrigerante líquido que se suministra a un evaporador. Es deseable controlar la válvula de expansión de tal forma que se logre que todo el refrigerante líquido que se suministra al evaporador se evapore antes de salir del evaporador, y de tal forma que el refrigerante de fase mezclada esté presente en, o inmediatamente antes de la salida del evaporador. En el caso de que el refrigerante líquido se permita salir del evaporador, existe el riesgo de que el refrigerante líquido llegue al compresor, y esto en algunos casos puede causar daño al compresor. Por otro lado, en caso de que el refrigerante líquido se evapore mientras pasa la primera Ref . 218368 parte del evaporador, entonces la capacidad de refrigeración del evaporador no se utiliza al máximo.

El sobrecalentamiento del refrigerante proporciona información en cuanto a si se obtuvo o no la situación descrita anteriormente. El sobrecalentamiento se define normalmente como la diferencia entre la temperatura real de un fluido y el punto de ebullición del fluido. Por consiguiente, el sobrecalentamiento depende de la temperatura, así como de la presión del fluido. De esa forma, el sobrecalentamiento es un parámetro adecuado para controlar el grado de apertura de la válvula de expansión. Se desea normalmente que el refrigerante tenga un sobrecalentamiento bajo, pero positivo. Cuando este es el caso, se obtiene la situación descrita anteriormente, es decir, la capacidad de ref igeración del evaporador se utiliza en el mayor grado posible, y se minimiza el riesgo de causar daño al compresor debido a que el refrigerante líquido pasa a través del evaporador .

Con el fin de permitir controlar la válvula de expansión en una forma que asegure que se mantiene un sobrecalentamiento óptimo del refrigerante, es necesario ser capaz de obtener una medida precisa para la válvula de sobrecalentamiento. Con este fin es necesario calibrar el sensor o los sensores utilizados para medir el sobrecalentamiento, o los parámetros utilizados para calcular el sobrecalentamiento. Esta calibración preferiblemente debe ser muy precisa.

Previamente se ha intentado obtener una calibración precisa de sensores de sobrecalentamiento al realizar una calibración individual de cada sensor de sobrecalentamiento en la fábrica que fabrica los sensores. Esto es difícil y aumenta los costos de fabricación. Además, es crucial que se asegure que la información de calibración está acoplada a, y permite un sensor correcto. En algunos casos esto puede hacerse al almacenar la información de calibración directamente en el sensor, por ejemplo, en una tarjeta de circuitos fijada al sensor. Esto aumenta el conteo de componente para el sensor, y es el difícil. En otros casos la información de calibración se almacenó separadamente, por ejemplo, en un controlador correspondiente. Sin embargo, esto introduce un riesgo considerable de introducir errores que se originan a partir de una desigualdad entre un sensor y la información de calibración.

US 5,820,262 describe un sensor refrigerante que proporciona dentro de un ensamble común, medidas de temperatura de presión y sobrecalentamiento. El sensor refrigerante incluye un transductor de presión para medir la presión del material refrigerante y un transductor de temperatura para medir la temperatura del material refrigerante. Las medidas de temperatura se utilizan por un microprocesador para calcular la válvula de sobrecalentamiento del material refrigerante. El sensor refrigerante puede contener la capacidad de auto-calibración. El calibrador calibra las medidas del transductor de presión y el transductor de temperatura con base en los datos contenidos dentro de la tabla de datos de calibración de presión-temperatura. Dentro de la tabla de datos de calibración de presión-temperatura, están los valores de presión y temperatura que sirven como revisiones de los valores medidos realizados por el transductor de presión y el transductor de temperatura. La tabla de datos de calibración de presión-temperatura contiene una columna de valores de presión correlacionados con una columna de valores de temperatura para realizar la calibración antes mencionada.

Sumario de la Invención Es un objetivo de la invención proporcionar un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento, en donde se tiene una calibración precisa.

Es un objetivo adicional de la invención proporcionar un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento, en donde se reduce el riesgo de introducir errores cuando se compara con métodos de la técnica previa.

Es un objetivo incluso adicional de la invención proporcionar un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento, el método que es menos difícil de realizar que los métodos de la técnica previa.

Es un objetivo incluso adicional de la invención proporcionar un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento, el método que permite que se reduzcan los costos de fabricación del sensor.

De conformidad con la presente invención, se cumplen los objetivos anteriores y otros al proporcionar un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento, el sensor de sobrecalentamiento que se dispone en un sistema de ref igeración que comprende una válvula de expansión, un evaporador y un compresor, la válvula de expansión, el evaporador, el sensor de sobrecalentamiento y el compresor que está fluidamente interconectado en una ruta refrigerante que tiene refrigerante fluyendo en ésta, el método que comprende los pasos de : aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador, monitorear uno o más parámetros, el/los parámetro (s) que reflej a/reflej an un valor de sobrecalentamiento del refrigerante, permitir que el valor de cada parámetro (s) cambie, cuando el/los valor (es) del/de los parámetro (s) monitoreado ( s) alcanza/alcanzan un nivel sustancialmente constante, que define el valor de sobrecalentamiento correspondiente al nivel sustancialmente constante para SH=0, y calibrar el sensor de sobrecalentamiento de conformidad con el nivel SH=0 definido.

Cuando se desea calibrar un sensor de sobrecalentamiento, se aumenta inicialmente la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador. Esto puede, por ejemplo, realizarse al aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión, al disminuir una velocidad de rotación del compresor o al disminuir un flujo de fluido secundario a través del evaporador. Esto se describirá en detalle adicional a continuación.

Cuando la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador aumenta, el límite entre el refrigerante líquido/mezclado y gaseoso se mueve hacia la salida del evaporador. Como una consecuencia, el valor de sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador disminuye. Por consiguiente, cambiará un parámetro que refleja el valor de sobrecalentamiento del refrigerante.

Cuando el límite entre el refrigerante líquido/mezclado y gaseoso llega a la salida del evaporador, una pequeña cantidad del refrigerante líquido pasará a través de la salida del evaporador, y el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador es cero. Si se permite un aumento continuo de la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador, también aumenta la cantidad de refrigerante líquido que pasa a través de la salida del evaporador. Sin embargo, el valor de sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador permanece en el nivel cero. De esa forma, un método que refleja el valor de sobrecalentamiento del refrigerante alcanzará un nivel sustancialmente constante cuando ocurra esta situación.

De esa forma, cuando la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador aumenta y se monitorean uno o más parámetros que reflejan el valor de sobrecalentamiento, se observará lo siguiente. Inicialmente , el/los parámetro (s) cambiará/cambiarán como una consecuencia del valor de sobrecalentamiento decreciente, y entonces el/los parámetro (s) alcanzará/alcanzarán un nivel sustancialmente constante, debido a que el valor de sobrecalentamiento del refrigerante alcanza el nivel cero constante. Este nivel entonces puede utilizarse para calibrar el sensor de sobrecalentamiento .

Preferiblemente, la cantidad del refrigerante líquido en el evaporador aumenta lo suficiente para permitir que un sensor de sobrecalentamiento dispuesto hacia abajo con relación al evaporador reciba un refrigerante líquido, es decir, lo suficiente para permitir que el sensor de sobrecalentamiento se 1 inunde'.

Ya que la cantidad de refrigerante líquido que se deja pasar a través del evaporador es muy limitada, y ya que esto se permite únicamente por un tiempo muy limitado, se minimiza el riesgo de causar daño al compresor.

Es una ventaja que el método de la presente invención se realice mientras el sensor de sobrecalentamiento esté dispuesto en una ruta refrigerante. Consecuentemente, el sensor de sobrecalentamiento puede calibrarse en el lugar, y es posible repetir la calibración en cualquier momento que se considere necesario. Consecuentemente, no es necesario calibrar el sensor de sobrecalentamiento en el sitio de fabricación, y se evitan las desventajas antes descritas. De esa forma, ya no es necesario mantener el rastro de la información de calibración con el fin de asegurar que los pares coincidentes de sensores e información de calibración se mantengan juntos, y consecuentemente se elimina una mayor fuente de posibles errores. Además, los costos de fabricación pueden disminuir debido a que la línea de procedimiento ya no necesita diseñarse para manejar esto, y debido a que el fabricante ya no necesita realizar la calibración.

Además, el método de calibración de la presente invención puede realizarse repetidamente, tan frecuentemente como se considere necesario, por ejemplo, en varios regímenes de presión y/o temperatura o simplemente para contrarrestar la desviación del sensor. Consecuentemente, puede obtenerse una calibración relativamente precisa del sensor de sobrecalentamiento .

Finalmente, utilizar el nivel cero sustancialmente constante del valor de sobrecalentamiento como un punto de referencia para la calibración proporciona una calibración precisa del sensor.

El paso de aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador puede comprender aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión. La válvula de expansión de un sistema de ref igeración se dispone normalmente de tal forma que controla el flujo de refrigerante suministrado al evaporador. De esa forma, cuando se aumenta el grado de apertura de la válvula de expansión, también se aumenta el suministro de refrigerante al evaporador.

El paso de aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión puede realizarse al aumentar gradualmente el grado de apertura, por ejemplo, en una forma continua. Alternativamente, el grado de apertura de la válvula de expansión se puede aumentar abruptamente.

Como una alternativa, el paso de aumentar una cantidad de refrigerante, líquido en el evaporador puede comprender disminuir un flujo de fluido secundario a través del evaporador. El evaporador dé un sistema de refrigeración tiene una función de intercambio de calor, es decir, el intercambio de calor se lleva a cabo entre el refrigerante que fluye en la ruta de flujo refrigerante a través del evaporador y un flujo de fluido secundaria que fluye a través del evaporador, pero no en la ruta de flujo refrigerante. El flujo de fluido secundario puede ser un flujo líquido o un flujo gaseoso, por ejemplo, en la forma de aire que se sopla a través del evaporador. En el último caso, normalmente se dispone un ventilador para causar el flujo de aire a través del evaporador. En este caso, el flujo de fluido secundario a través del evaporador se puede disminuir al reducir la velocidad de rotación del ventilador, que posiblemente lo apaga completamente.

Disminuir el flujo de fluido secundario reduce la carga en el sistema de refrigeración, y consecuentemente se reduce la evaporación de refrigerante en el evaporador. Como una consecuencia, se aumenta la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador.

Como otra alternativa, el paso de aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador puede comprender disminuir una velocidad de rotación del compresor. Cuando se disminuye la velocidad de rotación del compresor, aumenta la presión de succión del sistema de refrigeración. La presión de succión aumentada causa que aumente la temperatura de evaporación, lo que reduce consecuentemente la diferencia de temperatura a través del evaporador del refrigerante. Consecuentemente, se aumenta la evaporación del ref igerante, y esto aumenta la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador.

El paso de monitorear uno o más parámetros puede comprender monitorear una temperatura de refrigerante que deja el evaporador. Cuando la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador aumenta como se describe anteriormente, la temperatura de refrigerante que deja el evaporador, en una presión dada, se comportará de la siguiente forma. Inicialmente , la temperatura disminuirá debido que el límite entre el refrigerante líquido/mezclado y el refrigerante gaseoso se mueve hacia la salida del evaporador. Consecuentemente, permite que la temperatura del refrigerante aumente en menos tiempo en temperatura después de la evaporación, por lo tanto, la temperatura reducida. Cuando la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador es suficiente para permitir que el refrigerante líquido pase a través del evaporador, la temperatura de refrigerante que deja, el evaporador alcanza un nivel sustancialmente constante que corresponde a la temperatura de evaporación del refrigerante en la presión del refrigerante. De esa forma, cuando la temperatura monitoreada alcanza un nivel sustancialmente constante, es una indicación de que el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador ha alcanzado el nivel cero, y por consiguiente puede calibrarse el sensor de sobrecalentamiento.

Alternativa o adicionalmente , el paso de monitorear uno o más parámetros puede comprender monitorear una distancia entre una primera parte de pared y una segunda parte de pared del sensor de sobrecalentamiento, la distancia que depende de la presión así como de una temperatura de refrigerante que deja el evaporador. De conformidad con esta modalidad, el sensor de calentamiento es de una clase que es capaz de obtener directamente una medida para el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador. El sensor de sobrecalentamiento puede, por ejemplo, ser de una clase que comprende una pared flexible que define una interfaz entre una cavidad que tiene un fluido de carga dispuesto en esta en contacto térmico con el refrigerante y la ruta de flujo refrigerante. De esa forma, la temperatura del refrigerante determina la presión dentro de la cavidad, y se determina la posición de la pared flexible por un balance entre la presión del refrigerante en una la ruta de flujo refrigerante y la presión dentro de la cavidad, que se determina por la temperatura del refrigerante. Por lo tanto, la posición de la pared flexible es una medida directa para el sobrecalentamiento del refrigerante. La pared flexible puede, por ejemplo, ser un diafragma o un fuelle.

El método además puede comprender el paso de almacenar el resultado del paso de calibración en una base de datos. En este caso, el paso de calibrar el sensor de sobrecalentamiento además puede realizarse sobre la base de información previamente almacenada en la base de datos. La calibración del sensor de sobrecalentamiento puede, por ejemplo, realizarse en varias presiones, y los resultados pueden utilizarse para proporcionar una calibración precisa que cubre un amplio rango de presión.

El paso de calibrar el sensor de sobrecalentamiento puede comprender resolver una ecuación lineal. La ecuación lineal puede, por ejemplo, ser del tipo en donde UP es un parámetro que representa la presión del refrigerante, UT es un parámetro que representa la temperatura del refrigerante, y ai, a2 y b son constantes. En este caso, la presión y la temperatura del refrigerante se obtienen separadamente, ai y a2 se conocen frecuentemente con cierta tolerancia, mientras que b típicamente se determina al realizar el método de calibración de la presente invención.

En caso de que se haya realizado el método de calibración, por ejemplo, en tres niveles de presión diferentes, la ecuación puede resolverse como tres ecuaciones con tres desconocidos, con lo cual se determinan las tres constantes y se obtiene una calibración más precisa del sensor. Sin embargo, esto no es necesario con el fin de obtener una calibración satisfactoria para la mayoría de los propósitos.

Como una alternativa, la ecuación lineal puede ser del tipo SH=aU!+b, en donde Ui es un parámetro que representa el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador, y a y b son constantes. En este caso el parámetro monitoreado es una medida directa para el sobrecalentamiento del refrigerante, por ejemplo, en la forma de una distancia entre dos partes de pared del sensor de sobrecalentamiento como se describe anteriormente.

Como otra alternativa, pueden utilizarse otros tipos de funciones, por ejemplo, una función cuadrática.

El paso de monitorear uno o más parámetros puede realizarse por medio del sensor de sobrecalentamiento. Como una alternativa, pueden monitorearse uno o más parámetros al utilizar una o más sensores adicionales, por ejemplo, un sensor de temperatura.

Breve Descripción de las Figuras Ahora se describirá la invención en detalle adicional con referencia las figuras anexas en donde la Figura 1 es una ilustración esquemática de un evaporador de un sistema de refrigeración bajo condiciones operativas normales, las Figuras 2a-2d ilustran el evaporador de la Figura 1 durante calibración, y las Figuras 3-7 muestran varios ejemplos de sensores de sobrecalentamiento que pueden calibrarse al utilizar el método de la invención.

Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 es una vista esquemática de un evaporador 1 dispuesto en una ruta de refrigeración de un sistema de refrigeración. El evaporador 1 comprende una entrada 2 que está fluidamente conectada a una válvula de expansión 3. El grado de apertura de la válvula de expansión 3 determina el suministro de refrigerante al evaporador 1. El evaporador 1 además comprende una salida 4 que está conectada fluidamente a un sensor de sobrecalentamiento 5.

El sensor de sobrecalentamiento 5 mide uno o más parámetros que son relevantes para el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 a través de la salida 4. El sensor de sobrecalentamiento 5 puede medir valores correspondientes de la temperatura y la presión del refrigerante que deja el evaporador 1. Alternativamente, el sensor de sobrecalentamiento 5 puede adaptarse para medir un parámetro individual que es representativo del sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1.

El sensor de sobrecalentamiento 5 suministra el resultado de todas las medidas a una unidad de control 6. Con base en los resultados recibidos, la unidad de control genera una señal de control a la válvula de expansión 3, que controla consecuentemente el grado de apertura de la válvula de expansión 3 de conformidad con el valor de sobrecalentamiento y con el fin de obtener un valor de sobrecalentamiento pequeño, pero positivo, que obtiene consecuentemente una operación óptima del sistema de refrigeración. La unidad de control 6 puede calcular el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 con base en los resultados suministrados por el sensor de sobrecalentamiento 5 y utiliza subsecuentemente el valor de sobrecalentamiento calculado para controlar la válvula de expansión 3. Alternativamente, la unidad de control 6 puede controlar la válvula de expansión 3 directamente sobre la base de las medidas realizadas mediante el sensor de sobrecalentamiento 5.

Está claro a partir de la Figura 1 que el evaporador 1 contiene refrigerante en una fase líquida así como refrigerante en una fase gaseosa. El refrigerante cerca de la entrada 2 es principalmente líquido, y el refrigerante cerca de la salida 4 es principalmente gaseoso. La parte intermedia del refrigerante está en un estado mezclado, es decir, es una mezcla del refrigerante líquido y gaseoso.

La gráfica de la Figura 1 ilustra la temperatura de sobrecalentamiento del refrigerante como una función de posición a lo largo del evaporador 1. Está claro a partir de la gráfica que siempre y cuando el refrigerante esté en un estado líquido o mezclado, la temperatura de sobrecalentamiento permanece en un nivel cero sustancialmente constante. Sin embargo, tan pronto como el refrigerante está en una fase puramente gaseosa, el valor de sobrecalentamiento comienza a aumentar.

Las Figuras 2a-2b ilustran el evaporador 1 de la Figura 1 durante la calibración. En la Figura 2a la mayoría del evaporador 1 contiene refrigerante en una fase gaseosa. De esa forma, el sistema de refrigeración ilustrado en la Figura 2a opera con baja eficiencia. La gráfica de la Figura 2a ilustra el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 como una función de tiempo durante la calibración del sensor de sobrecalentamiento 5. La gráfica muestra que el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 en esta situación es relativamente alto.

En la Figura 2b, se ha aumentado la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador 1, por ejemplo, al aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión 3. Se puede observar que el límite entre el refrigerante de fase líquida/mezclada y el refrigerante gaseoso se ha movido más cerca de la apertura de salida 4. Sin embargo, una parte relativamente grande del evaporador 1 aún comprende refrigerante en una fase gaseosa. La gráfica muestra que el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 ha disminuido cuando se compara con la situación ilustrada en la Figura 2a. Sin embargo, el sobrecalentamiento es incluso relativamente alto.

En la Figura 2c, se ha aumentado incluso adicionalmente la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador 1. Se puede observar que el límite entre el refrigerante de fase líquida/mezclada y el refrigerante de fase gaseosa está exactamente en la posición de la apertura de salida 4, es decir, el sistema de refrigeración se opera en una forma óptima. La gráfica ilustra que el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 en esta situación alcanza exactamente al nivel cero. La gráfica además muestra que el derivado del sobrecalentamiento con respecto al tiempo tiene una discontinuidad en este punto. Esta discontinuidad puede observarse, lo que proporciona consecuentemente una indicación precisa de que se alcanzaron condiciones operativas óptimas. Se puede observar que se permitió que una pequeña cantidad del refrigerante líquido pasara a través del evaporador 1 e ingresará al sensor de sobrecalentamiento 5.

En la Figura 2d, se ha aumentado incluso adicionalmente la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador 1, y se ha permitido que una cantidad de refrigerante líquido incluso mayor pase a través del evaporador 1 e ingrese al sensor de sobrecalentamiento 5. De esa forma, el sensor de sobrecalentamiento 5 se ha 'inundado' por refrigerante líquido. La gráfica muestra que el sobrecalentamiento del refrigerante que deja el evaporador 1 ha alcanzado un nivel cero sustancialmente constante. El valor de sobrecalentamiento medido mediante el sensor de sobrecalentamiento 5 en esta situación por lo tanto puede establecerse a cero, y consecuentemente puede calibrarse al sensor de sobrecalentamiento 5.. Una vez que se ha realizado la calibración, la cantidad de refrigerante líquido en el evaporador 1 puede reducirse, y el sistema puede regresar a condiciones operativas normales.

La Figura 3 muestra un primer ejemplo de un sensor de sobrecalentamiento 5 para uso en un sistema de refrigeración. El sensor de sobrecalentamiento 5 comprende un fuelle 7 que abarca una cavidad interior 8 que tiene un fluido de carga 9 dispuesto en ésta. El fluido de carga 9 puede tener ventajosamente propiedades termostáticas que son similares a las propiedades termostáticas del refrigerante que fluye en una ruta refrigerante del sistema de refrigeración. Muy preferiblemente, el fluido de carga, 9 es idéntico al refrigerante.

El sensor de sobrecalentamiento 5 se dispone en una ruta de flujo refrigerante con un flujo refrigerante ilustrado por la flecha 10.

El fuelle 7 es térmicamente conductor, y por lo tanto la temperatura del fluido de carga 9 se adapta a la temperatura del refrigerante. Ya que la cavidad interior 8 está sustancialmente cerrada, la presión dentro de la cavidad interior 8 se determina por esta temperatura.

El fuelle 7 se expande y contrae de conformidad con la presión dentro de la cavidad interior 8 y la presión en la ruta de flujo refrigerante. Por consiguiente, la posición de una primera parte de pared 11 se determina mediante un balance entre estas dos presiones, es decir, la posición se determina mediante la temperatura así como la presión del refrigerante. De esa forma, la posición de la primera parte de pared 11 es una medida para el sobrecalentamiento del refrigerante .

Se dispone un imán permanente 12 en la primera parte de pared 11 y se dispone un elemento Hall 13 en una segunda parte de pared 14. La posición de la primera parte de pared 11 determina una distancia entre la primera parte de pared 11 y la segunda parte de pared 14, y esta distancia puede medirse mediante el elemento Hall 13 debido a que el imán permanente 12 está dispuesto en la primera . parte de pared 11. De esa forma, el sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 3 está adaptado para proporcionar una medida directa para el sobrecalentamiento del refrigerante.

La Figura 4 muestra un segundo ejemplo de un sensor de sobrecalentamiento 5 para uso en un sistema de refrigeración. El sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 4 es similar al sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 3 en cuanto a que también comprende un fuelle 7, un imán permanente 12 y un elemento Hall 13. Sin embargo, el sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 4 está provisto con un resorte comprimible 15 dispuesto dentro de la cavidad interior 8. El resorte comprimible 15 desvía la primera parte de pared 11 en una dirección lejos de la segunda parte de pared 14. En el sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 4, no es necesario disponer un fluido de carga en la cavidad interior 8, aunque esto no se descarta. Se dispone un sensor de temperatura 16 en la segunda parte de pared 14 para medir la temperatura del refrigerante. De esa forma, la presión del refrigerante puede medirse al medir la distancia entre la primera parte de pared 11 y la segunda parte de pared 14 por medio del imán permanente 12 y el elemento Hall 13, y la temperatura del refrigerante puede medirse por medio del sensor de temperatura 16. El sobrecalentamiento del refrigerante puede medirse sobre la base de estas dos medidas .

La Figura 5 muestra un tercer ejemplo de un sensor de sobrecalentamiento 5 para uso en un sistema de refrigeración. El sensor de sobrecalentamiento 5 comprende un diafragma 17 dispuesto en un alojamiento 18 de tal forma que una cavidad interior 8 que comprende un fluido de carga 9 está delimitado a partir del refrigerante que fluye en la ruta de flujo refrigerante. El diafragma 17 es térmicamente conductor, y la temperatura del fluido de carga 9 por lo tanto se adapta a la temperatura del refrigerante que fluye en la ruta de flujo. Similarmente a la situación descrita anteriormente con referencia a la Figura 3, la presión dentro de la cavidad interior 8 se determina por lo tanto por la temperatura del refrigerante. La posición del diafragma 17 se determina por un balance entre la presión del refrigerante en la ruta de flujo refrigerante y la presión dentro de la cavidad interior 8. De esa forma, se determina la posición del diafragma 17 mediante la presión así como la temperatura del refrigerante, y por lo tanto es una medida para el sobrecalentamiento del refrigerante.

Se dispone un imán permanente 12 en el diafragma 17 y se dispone un elemento Hall 13 en una pared del alojamiento 18 opuesta al imán permanente 12. De esa forma, la distancia entre el diafragma 17 y la pared que tiene el elemento Hall 13 dispuesto en ésta, y consecuentemente el sobrecalentamiento del refrigerante, pueden medirse por medio del elemento Hall 13.

La Figura 6 muestra un cuarto ejemplo de un sensor de sobrecalentamiento 5 para uso en un sistema de refrigeración. El sensor de sobrecalentamiento 5 comprende un chip de silicio 19 montado en la ruta de flujo refrigerante.

En una parte central del chip de silicio 19 se dispone un diafragma 20 de tal manera que se forma una cavidad 21. Dentro de la cavidad 21 se mantiene una presión sustancialmente constante, típicamente una presión muy baja o sustancialmente vacío. El diafragma 20 se desvía en respuesta a una diferencia de presión entre la presión en la cavidad 21 y la presión en la ruta de flujo refrigerante. Ya que la presión en la cavidad 21 es sustancialmente constante, el desvío del diafragma 20 es una medida para la presión del refrigerante que fluye en la ruta de flujo refrigerante.

Se monta un extensómetro (no visible) en el diafragma 20 para medir el desvío del diafragma 20. El extensómetro está conectado a una unidad de medición a través de cables 22. Con el fin de obtener información con respecto a la temperatura del refrigerante, el extensómetro comprende un circuito puente (no visible) que comprende cuatro resistencias que se han alterado en la superficie del chip de silicio 19 en la posición del diafragma 20. Las resistencias se disponen de tal forma que cuando la presión del refrigerante aumenta, la resistencia de dos de las resistencias aumenta mientras que las resistencias de las otras dos resistencias disminuyen, y de tal forma que cuando la temperatura aumenta, la resistencia de las cuatro resistencias aumenta (o disminuye) . Consecuentemente, la presión así como la temperatura del refrigerante pueden derivarse, o al menos estimarse, de una medida realizada mediante el extensómetro, y consecuentemente una medida para que pueda obtenerse el sobrecalentamiento.

La Figura 7 muestra un quinto ejemplo de un sensor de sobrecalentamiento 5 para uso en un sistema de refrigeración. El sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 7 es similar al sensor de sobrecalentamiento 5 de la Figura 6. Sin embargo, en este caso se dispone un fluido de carga 9 en la cavidad 21. El fluido de carga 9 se proporciona desde una lámpara de presión 23 a través de un tubo capilar 24.

El fluido de carga 9 está térmicamente conectado al refrigerante que fluye en la ruta de flujo refrigerante a través del diafragma 20. De esa forma, la temperatura del fluido de carga 9 se adapta a la temperatura del refrigerante, y consecuentemente se determina la presión en la cavidad 21 mediante esta temperatura, similarmente a la situación descrita anteriormente con referencia a la Figura 5. Por consiguiente, el desvío de diafragma 20 que se mide mediante el extensómetro proporciona una medida directa para el valor de sobrecalentamiento del refrigerante.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (11)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1.- Un método para calibrar un sensor de sobrecalentamiento, el sensor de sobrecalentamiento que está dispuesto en un sistema de refrigeración que comprende una válvula de expansión, un evaporador y un compresor, la válvula de expansión, el evaporador, el sensor de sobrecalentamiento y el compresor que están fluidamente interconectados en una ruta refrigerante que tiene refrigerante que fluye en ésta, caracterizado porque comprende los pasos de : - aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador, monitorear uno o más parámetros, el/los parámetro (s) que refleja/reflejan un valor de sobrecalentamiento del refrigerante, - permitir que el valor de cada parámetro (s) cambie , cuando el/los valor (es) del/de los parámetro (s) monitoreado ( s) alcanza/alcanzan un nivel sustancialmente constante, que define el valor de sobrecalentamiento correspondiente al nivel sustancialmente constante para hacer SH=0, y calibrar el sensor de sobrecalentamiento de conformidad con el nivel SH=0 definido.

2. - Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador comprende aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión.

3. - Un método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de aumentar un grado de apertura de la válvula de expansión se realiza al aumentar gradualmente el grado de apertura.

4. - Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador comprende disminuir un flujo de fluido secundario a través del evaporador.

5. - Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de aumentar una cantidad de refrigerante líquido en el evaporador comprende disminuir una velocidad de rotación del compresor.

6. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el paso de monitorear uno o más parámetros comprende monitorear una temperatura de refrigerante que deja el evaporador.

7. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el paso de monitorear uno o más parámetros comprende monitorear una distancia entre una primera parte de pared y una segunda parte de pared del sensor de sobrecalentamiento, la distancia que depende de una presión así como una temperatura de refrigerante que deja el evaporador.

8. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende el paso de almacenar el resultado del paso de calibración en una base de datos.

9. - Un método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el paso de calibrar el sensor de sobrecalentamiento además se realiza sobre la base de información previamente almacenada en la base de datos.

10. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el paso de calibrar el sensor de sobrecalentamiento comprende resolver una ecuación lineal.

11. - Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el paso de monitorear uno o más parámetros se realiza por medio del sensor de sobrecalentamiento.