COLECTOR MEDIDOR DE REFRIGERANTE CON CALCULADOR DE CARGA *f INCLUIDO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está generalmente relacionada con aparatos de aire acondicionado y, en una modalidad preferida de la misma, más particularmente está relacionada con un colector medidor de refrigerante especialmente diseñado teniendo un calculador de carga de refrigerante incluido. 10 Como se conoce bien en la industria del aire acondicionado, para que un sistema de aire acondicionado funcione adecuadamente a su capacidad para la cual fue diseñado el nivel de carga de su circuito refrigerante debe de no estar ni demasiado alto ni demasiado bajo. Por
15 consiguiente es deseable periódicamente revisar la cantidad de refrigerante que contiene el circuito refrigerante. En los circuitos refrigerantes tipo expansión directa esto se hace típicamente to ando lecturas de presión del refrigerante en los puertos de servicio en los lados de liquido y succión del
20 circuito, determinando la temperatura ambiente adyacente a los puertos de servicio, y comparando estas lecturas de temperatura ambiente y de presión de refrigerante con los datos contenidos en un diagrama de carga de sistema que es proporcionado por el fabricante del sistema de aire
25 acondicionado .
Un diagrama de carga de este tipo típicamente tiene lineas de temperatura de bombilla seca en ambientes exteriores esquematizada en una gráfica de presión de liquido contra presión de succión. Para revisar el nivel de carga del refrigerante del sistema, el técnico que da el servicio determina la temperatura ambiental exterior, y las presiones de la tubería de refrigerante en liquido y de aspiración, y marca en la tabla el punto de intersección de las presiones de succión y de liquido determinadas. Si este punto de
10 intersección cae por debajo de la linea de temperatura de bombilla seca ambiental determinada, el técnico adiciona refrigerante al circuito, y si el punto de intersección cae por encima de la linea de temperatura de bombilla seca ambiental determinada, el técnico remueve refrigerante del
15 circuito. El nuevo punto de intersección de presión de tubería de refrigerante en liquido/tuberia de aspiración entonces es revisado contras la linea de temperatura ambiental determinada, y el paso de adición o remoción de refrigerante se repite hasta que el punto de intersección de
20 presión cae en la linea de presión ambiental en el diagrama de carga. Como una alternativa a este diagrama de carga en forma de gráfica, el fabricante puede proporcionar estos datos en una forma tabular. Varias desventajas, limitaciones y problemas bien
25 conocidos se asocian típicamente con este método convencional
de revisar y ajustar el nivel de carga de refrigerante de un sistema de aire acondicionado. Por ejemplo, no todos los técnicos de servicio tienen instrumentos apropiados, detectores y similares para eficientemente llevar a cabo este proceso. Adicionalmente, como se lleva a cabo convencionalmente, este proceso es un proceso iterativo que puede tomar tiempo y ser muy laborioso. Además, una porción dada del sistema de aire acondicionado puede tener un número de circuitos independientes y tablas de carga asociadas. Esto presenta la posibilidad de que el técnico pueda utilizar la tabla equivocada, con esto proporcionando a un circuito refrigerante con un nivel de carga incorrecto. Y, por supuesto, la o las tablas de carga inicialmente proporcionadas por el fabricante pueden perderse. Como se puede ver fácilmente a partir de lo anterior existe una necesidad de una técnica mejorada para medir y ajustar el nivel de carga de un circuito refrigerante de sistema de aire acondicionado que elimine o substancialmente reduzca las desventajas, limitaciones y problemas antes mencionados comúnmente asociados con las técnicas convencionales para realizar estas tareas. A esta necesidad es a la cual se dirige la presente invención. Al llevar a cabo los principios de la presente invención, de acuerdo con una modalidad preferida de la misma, se proporciona un aparato para determinar y, si es
necesario, ajustar el nivel de carga de un circuito refrigerante de sistema de aire acondicionado. Representativamente, el aparato comprende una porción de puerto que se puede interconectar entre el circuito y el recipiente refrigerante, la porción de puerto opera para selectivamente transferir refrigerante en una dirección variable entre el circuito y el recipiente refrigerante que puede ser, por ejemplo, un recipiente de carga de refrigerante o un tambor de recuperación de refrigerante. El aparato además comprende una porción de válvula para operar la estructura de puerto, y una porción detectora para detectar la temperatura ambiente y los niveles de presión de refrigerante de circuito y de manera representativa generar señales resultantes. El aparato también comprende una porción calculadora para almacenar, identificar y cargar datos para una pluralidad de sistemas de aire acondicionado, recibir las señales resultantes e introducir los datos identificadores del sistema por medio de un operador que indican que el circuito está siendo probado, y de manera representativa crear un despliegue que indica si el circuito que está siendo probado está siendo adecuadamente cargado, subcargado o sobrecargado, el despliegue puede cambiarse automáticamente en respuesta a la variación de por lo menos una de las señales resultantes provocadas por el flujo de refrigerante
j^^&^^^^&mi |g^^¿j¿A*d dentro o fuera del circuito via el puerto de transferencia de refrigerante . En una modalidad preferida de la invención presente, el aparato es un colector medidor de refrigerante con un calculador de carga incluido, y puede fácil y rápidamente utilizarse tanto para determinar la suficiencia de la carga refrigerante en el circuito que está siendo probado, como para ajustar la carga refrigerante por medio del colector, si es necesario. De acuerdo con varias características de la invención, en una modalidad preferida de la misma, la porción de puerto incluye un puerto de succión que se puede comunicar con una porción de tubería de aspiración del circuito, un puerto de liquido que se puede comunicar con una porción de tubería de refrigerante en liquido del circuito, y un puerto de transferencia de refrigerante que se puede comunicar con un recipiente de refrigerante o un tambor de recuperación de refrigerante. La porción de válvula de manera representativa incluye una primera válvula que opera para selectivamente permitir y evitar la comunicación entre los puertos de transferencia de refrigerante y de succión, y una segunda válvula que opera para selectivamente permitir y evitar la comunicación entre los puertos de transferencia de refrigerante y de liquido. La porción detectora opera de manera representativa
para detectar la temperatura de bombilla seca ambiental y las presiones de refrigerante de tubería de refrigerante en liquido y de aspiración en el circuito, e ilustrativamente incluye un primer transductor de presión a eléctrico operativamente acoplado entre el puerto de succión y la porción calculadora, y un segundo transductor de presión a eléctrico operativamente acoplado entre el puerto de liquido y la porción calculadora. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama esquemático de un circuito de refrigerante de aire acondicionado representativo al cual se unen operativamente un colector medidor de refrigerante especialmente diseñado teniendo un calculador de carga incluido y que ejemplifica los principios de la presente invención; y la Figura 2 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra el uso y la operación del colector medidor de refrigerante esquemáticamente representado en la Figura 1. Esquemáticamente representado en la Figura 1, se muestra un circuito 10 refrigerante del tipo de expansión directa representativo utilizado en un sistema de aire acondicionado. El circuito 10 tiene una porción exterior que incluye un compresor 12 y un condensador 14, y una porción interior que incluye una válvula 16 de expansión y un evaporador 18. Estos cuatro componentes del circuito 10 se
una tubería 20 llena de refrigerante incluyendo una porción 20a de linea de presión ba a o de succión que se extiende entre el lado de salida del evaporador 18 y la entrada del compresor 12, y una porción 20b de linea de presión alta o de liquido que se extiende entre la salida del condensador 14 y la válvula 16 de expansión. La dirección del flujo de refrigerante a través de la tubería 20 durante la operación del circuito 10 es indicada por las flechas en la tubería 20. Una válvula 22 de servicio y una toma de presión en el lado inferior o accesorio 24 de servicio se colocan en la porción 20a de tubería de aspiración, y una válvula 26 de servicio y una toma de presión en el lado superior o accesorio 28 de servicio se colocan en la porción 20b de tubería de refrigerante en liquido. Haciendo referencia aún a la Figura 1, para revisar y ajustar el nivel de carga de refrigerante del circuito 10, se proporciona un colector 30 medidor de refrigerante especialmente diseñado de acuerdo con los principios de la presente invención. El colector 30 medidor de refrigerante incluye una porción 32 de cuerpo tubular que tiene colocado en una porción central longitudinal del mismo un puerto 34 de succión, un puerto 36 de liquido y un puerto 38 de transferencia de refrigerante. Respectivamente montados en
los extremos opuestos del cuerpo 32 del colector se encuentran válvulas 40,42 de colector convencionales teniendo manijas 44,46 en forma de disco que pueden girarse alrededor del eje del cuerpo 32 para selectivamente colocar sus válvulas 40,42 asociadas en las posiciones abierta y cerrada. Cuando la válvula 40 está en la posición abierta, comunica los puertos 34 y 38, y cuando la válvula 40 está en su posición cerrada evita la comunicación entre los puertos 34 y 38. Cuando la válvula 42 está en su posición abierta, comunica los puertos 36 y 38, y cuando la válvula 42 está en su posición cerrada evita la comunicación entre los puertos 36 y 38. De acuerdo con un aspecto clave de la presente invención, se monta un calculador 48 de carga operado por batería especialmente diseñado en el cuerpo 32 e incluye un microprocesador 50, un teclado 52 que se puede utilizar para introducir datos al microprocesador 50, y una ventana 54 de despliegue. Almacenados en el microprocesador 50 se encuentran conjuntos de datos de carga para un conjunto preseleccionado de sistemas de aire acondicionado con el cual el colector 30 medidor de refrigerante puede utilizarse, tales conjuntos de datos contienen (para cada sistema) relaciones deseadas entre la presión de liquido, la presión de succión y la temperatura de bombilla seca ambiental para cada sistema.
Los transductores 56,58 de presión a eléctrico se montan en el cuerpo 32 y se operan para transmitir al microprocesador 50 señales eléctricas que indican respectivamente las presiones del refrigerante en los puertos 34,36 de succión y de liquido. Un detector 60 de temperatura de bombilla seca ambiental se incorpora en el colector 30 medidor y opera para transmitir al microprocesador 50 una señal eléctrica que indica la temperatura de bombilla seca ambiental adyacente al colector 30 medidor. Por conveniencia se proporciona un miembro 64 de gancho para soportar el colector 30 medidor en una tubería u otra estructura mientras que está siendo utilizado el colector medidor. Las mangueras 66,68,70 para refrigerante flexibles se conectan respectivamente a los puertos 34,36,38 del colector. La manguera 66 se conecta de manera removible al puerto 24 de servicio de tubería de aspiración, la manguera 68 se conecta de manera removible al puerto 28 de servicio de tubería de refrigerante en liquido y la manguera 70 se conecta selectivamente ya sea al recipiente 72 de carga de refrigerante presurizado (como se indica por la posición de la linea llena de la manguera 70 en la Figura 1), o un tambor 74 de recuperación de refrigerante (como se indica por la posición de la linea punteada de la manguera 70 en la Figura 1). Para utilizar el colector 30 medidor de refrigerante, las válvulas 44 y 46 de colector primero se cierran, de modo que
ninguno de los puertos 34,36 se comunican con el puerto 38, y las mangueras 66, 68 se conectan respectivamente a los puertos 24,28 de servicio de tubería de refrigerante en liquido y de aspiración como se indica en la Figura 1. Haciendo referencia ahora a la Figura 1, y a la Figura 2 que ilustran en forma de diagrama de flujo el uso del colector 30 medidor de refrigerante, el técnico que da el servicio, después de conectar el colector 30 medidor a las porciones 20a, 20b de tubería de succión y tubería de refrigerante en liquido como se describió anteriormente, lleva a cabo el paso 76 utilizando el teclado 52 para introducir datos identificadores de sistema al microprocesador 50. Estos datos de identificación de manera representativa incluyen al fabricante, número de modelo, número de sistema y frecuencia de energía eléctrica para el sistema de aire acondicionado que está siendo probado desde un punto de vista de nivel de carga de refrigerante. Además de introducir datos identificadores de sistema al calculador 48 por parte del técnico de servicio, los transductores 56,58 de presión a eléctrico y el detector 60 de temperatura, como se indica por el paso 78, continuamente transmiten al microprocesador 50 señales de entrada que indican respectivamente la presión de tubería de aspiración detectada, la presión de tubería de refrigerante en liquido detectada y la temperatura de bombilla seca
ambiental detectada. En respuesta, como se indica en el paso 80, el microprocesador 50 calcula (para el sistema particular accesado por el técnico) un valor calculado como función de la presión P?, lf. ? de tubería de aspiración detectada y la temperatura Ta de bombilla seca ambiental detectada. Enseguida, en el paso 82, el microprocesador 50 compara la presión P quid de refrigerante de tubería de refrigerante en liquido detectada con la presión PCdi/i?au?a del refrigerante de tubería de refrigerante en liquido calculada y determina si la presión P?iqU?d del refrigerante de tubería de refrigerante en liquido detectada es igual a, o mayor que o menor que la presión Pca?/i?qu?d del refrigerante de tubería de refrigerante en liquido calculada. Si el microprocesador determina, en el paso 82 que P quid es igual a PCai,nqu?d, el microprocesador 50, en el paso 84, provoca que el calculador 48 produzca, en la ventana 54 de despliegue, un mensaje (tal como "DONE") indicando que el nivel de carga de circuito es correcto, y el proceso de carga es completado sin la necesidad de adicionar refrigerante o remover refrigerante en el circuito 10. Si el microprocesador 50 determina, en el paso 82, que Pnquid es menor que Pca?,i?qu?d/ el microprocesador 50, en el paso 86, provoca que el calculador 48 produzca en la ventana 54 de despliegue, un mensaje (tal como "ADD IN" ) que informa al técnico que el nivel de carga en el circuito 10 es bajo.
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El técnico entonces conecta la manguera 70 flexible al recipiente 72 de carga de refrigerante presurizado (véase Figura 1) y abre la válvula 44 de colector para comenzar a fluir el refrigerante presurizado dentro de la porción 20a de 5 tubería de aspiración del circuito 10 secuencialmente a través de la manguera 70, los puertos 38 y 34, la manguera 66 y el accesorio 24 de servicio. Durante esta adición de refrigerante al circuito 10, el microprocesador 50 cicla el programa a través de los
10 pasos 78, 80, 82 y 86 de modo que el calculador 48 continúa mostrando el mensaje "ADD IN" que indica al técnico que el circuito 10 aún está subcargado. Cuando el nivel de carga de circuito se incrementa al nivel adecuado, el programa automáticamente se transfiere al paso 84, con esto provocando
15 que el calculador 48 muestre "DONE". El técnico entonces cierra la válvula 44 de colector y desconecta el colector medidor de refrigerante del circuito 10 y el recipiente 72 de recarga de refrigerante. Si el microprocesador 50 determina, en el paso 82
20 que P??qu?d es mayor que PCai,i?u?d, el microprocesador 50, en el paso 88, provoca que el calculador 48 produzca en la ventana 54 despliegue un mensaje (tal como "PULL OUT") que informa al técnico que el nivel de carga en el circuito 10 es demasiado alto. El técnico entonces conecta la manguera 70 flexible al
25 tambor 74 de recuperación (véase Figura 1) y abre la válvula
46 de colector para comenzar a fluir el refrigerante presupzado dentro del tambor 74 de recuperación secuencialmente via el accesorio 28 de servicio de tubería de refrigerante en liquido, la manguera 68, los puertos 36 y 38, y la manguera 70. Durante esta remoción del refrigerante del circuito 10, el microprocesador 50 cicla el programa a través de los pasos 78, 80, 82 y 88 de modo que el calculador 48 continúa mostrando el mensaje "PULL OUT" que indica al técnico que el circuito 10 está aún sobrecargado. Cuando el nivel de carga de circuito se disminuye a un nivel adecuado, el programa automáticamente se transfiere al paso 84, con esto provocando que el calculador 48 muestre "DONE". El técnico entonces cierra la válvula 46 de colector y desconecta el colector medidor de refrigerante del circuito 10 y el tambor 74 de recuperación de refrigerante. El uso del colector 30 medidor de refrigerante proporciona una variedad de ventajas sobre las técnicas convencionales para revisar y ajustar el nivel de carga del circuito 10. Por ejemplo, el uso de sus válvulas 44 y 46 y la manera en la cual el colector 30 medidor se conecta y se remueve de los accesorios 24 y 28 de servicio, el recipiente 72 de refrigerante y el tambor 74 de recuperación son sustancialmente idénticas al uso de la válvula y técnicas de conexión en los colectores medidores de refrigerante
convencional ente construidos. Adicionalmente, el colector 30 medidor de refrigerante, cuando está programado con los datos de carga e identificación necesarios de varias unidades y sistemas de aire acondicionado, permite que un técnico de servicio revise y ajuste con exactitud los niveles de carga de una variedad correspondiente de circuitos refrigerantes sin tener que utilizar sus tablas o gráficas de carga y sin ninguna interpolación relacionada que pudiera dramáticamente hacer lenta la tarea de ajuste y de revisión del nivel de carga del refrigerante. Adicionalmente, la utilidad del colector 30 medidor de refrigerante puede expandirse, si se desea, simplemente descargando los datos de identificación y los datos de carga correspondientes dentro del microprocesador 50 de varios sitios web de fabricantes de sistema de aire acondicionado adicionales. Como resumen, el colector 30 medidor de refrigerante sustancialmente elimina el trabajo de mcertidumbre en el proceso de carga de refrigerante, incrementa la exactitud y la eficiencia del proceso total, es fácil e intuitivo de utilizar, y hace que todo el proceso de servicio de campo sea menos costoso. Mientras que el colector 30 medidor ha sido representativamente ilustrado en la presente como siendo utilizado junto con un circuito 10 de refrigerante tipo expansión directa, se podrá apreciar por aquellos expertos en la técnica de los aires acondicionados y
de refrigeración también pueden utilizarse teniendo ventaja en otros tipos de circuitos refrigerantes tales como circuitos refrigerantes de tipo capilar. La descripción detallada anterior deberá claramente entenderse como estando dadas a manera de ilustración y ejemplo solamente, y que el espíritu y alcance de la presente invención solamente se verán limitados por las reivindicaciones anexas.