專利名稱：混合致冷劑注入方法及設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將混合致冷劑注入一致冷劑管路的方法(在下面的描述中，混合致冷劑被定義為至少兩個或更多種致冷劑的混合物，例如由被稱為R-410A，R-407C或類似物所構(gòu)成。在這之后僅僅稱作“致冷劑”)，致冷劑管路由至少一個壓縮機，一個冷凝器，一個膨脹裝置及一蒸發(fā)器構(gòu)成，它們通過致冷劑管道互相連結(jié)，同時使致冷劑保持以液態(tài)注入，而且本發(fā)明特別涉及一種液態(tài)致冷劑的注入方法，它在注入的同時防止致冷劑在壓縮機中在液態(tài)下被壓縮(在此之后稱作液態(tài)下壓縮)。
已知的致冷機器例如分離式空調(diào)器，陣列柜式或預制型閃箱(冰柜)或類似物，在這些致冷機器中安裝有構(gòu)成一個致冷管路的各種元件，這些元件分別被安裝在一室內(nèi)裝置和室外裝置之中。當這樣的一個致冷機器的室內(nèi)和室外裝置互相聯(lián)接使致冷管路有效工作時，聯(lián)接室內(nèi)和室外裝置的的管道長度的變化與這些裝置的安裝位置相一致。如果將室內(nèi)或室外裝置安裝在這樣一個位置以便增加致冷劑管道的長度，則在室內(nèi)和室外裝置安裝之前預先充填在致冷劑管路(外部裝置的熱交換器)內(nèi)的致冷劑量就變得不足了。因而，要求致冷劑填充量與管道長度相一致來變化。
此外，在各種致冷機器中不只包括上述類型的致冷機器，也包括個人室內(nèi)空調(diào)器，它需要管道連接工作以便將室內(nèi)和室外裝置在一個組裝位置連接起來，由于致冷機器在組裝之后操作過程中管道聯(lián)接工作或類似裝置失誤而有可能發(fā)生被充填，閉封在致冷劑管路中的致冷劑逐漸從致冷管路中泄露的情形。在這種情形中需要將致冷劑注入(補充)致冷管路以防止致冷容量(能力)的降低。
當致冷劑被充填(注入)到致冷劑管路中，特別是單種致冷劑被注入致冷劑管路中時，所期望的致冷劑量一般是通過壓縮機操作而產(chǎn)生的負壓在氣態(tài)下由致冷劑管路的注入口來吸入的(一般是以壓縮機的上流端及致冷劑管路的下壓力位置吸入)，同時測量致冷劑充填(注入)高壓空器的重量，然后當高壓容器的重量減小了所期望的充填(注入)量時才完成了致冷劑充填(注入)工作。
最近經(jīng)常用替代致冷劑(HFC混合致冷劑)如R-407C，R-410A或類似物來防止CFCs(含氯氟烴)對臭氧層的環(huán)境破壞。然而一直不能在保持沸合致冷劑在氣態(tài)下將其注入致冷劑管路。例如R-407C是一種非共沸點混合致冷劑具有下列組分HFC32∶HFC125∶HFC134＝23％∶25％∶52％(重量百分比)而且R-407C的組分當其被氣化時有所改變。因而，當將非共沸點混合致冷劑注入致冷劑管路時，要求在注入的同時保持混合致冷劑在液態(tài)。
一般地，致冷劑管路的注入口形成在壓縮機的致冷劑吸入端。因而，當其量超過蓄存器的液體致冷劑容量的液體致冷劑從注入口被注入致冷劑管路時，液體致冷劑被直接吸入壓縮機，而且在壓縮機中在液態(tài)下被壓縮(即發(fā)生了液體壓縮)，導致壓縮機失靈。這里，蓄存器的液體致冷劑容量被確定為可以在蓄存器中存儲的使得液體致冷劑冷劑以蓄存器運動到壓縮機的可容納的最大致冷劑量(即在壓縮機中不發(fā)生液體壓縮)。
在沒有蓄存器的相對小型致冷劑機器(冰箱或類似物)的情形下，如果在注入液體致冷劑時注入量超過其在致冷劑管路中大量致冷劑的自然汽化量，則將發(fā)生上述液體壓縮問題。
本發(fā)明的一個目標是提供一種方法將混合致冷劑快速注入致冷劑管路同時防止壓縮機中致冷劑的液體壓縮。
為了獲得上述目標，根據(jù)本發(fā)明的第一方向，一種將混合致冷劑注入到致冷劑管路的方法，其特征在于混合致冷劑是周期性地從所說致冷劑管路的下壓力端的預定注入位置上的致冷劑高壓容器上被注入的同時保持混合致冷劑在液態(tài)。所說致冷劑管路由于少一個壓縮機，一個冷凝器，一個膨脹(expansion)裝置及一個蒸發(fā)器構(gòu)成，它們通過致冷劑管道相互連接。
根據(jù)混合致冷劑注入方法，調(diào)節(jié)液體致冷劑注入致冷劑管路的平均量來抑制壓縮機中的液體壓縮。
在上述混合致冷劑注入方法中，致冷劑管路中包含有一個蓄存器，它安裝在壓縮機的吸入口與預先確定的注入位置之間，將混合致冷劑的周期性注入量設定在低于蓄存器的液體存儲容量并根據(jù)混合致冷器的致冷劑汽化容量來確定。
根據(jù)上述方法，可將液體致冷劑注入致冷劑管路的注入量設定在低于儲存器的液體吸入容量并且也在蓄存器的液體汽化容量內(nèi)。因而可以抑制壓縮機內(nèi)的液體壓縮。
此外，在混合致冷劑注入方法中，將混合致冷劑的平均注入速度設定在這樣一個適當值，使平均注入速度不超過在環(huán)境溫度基礎(chǔ)上的混合致冷劑的汽化速度。
根據(jù)上述方法，即使當蓄存器的液態(tài)致冷劑的汽化容量由于環(huán)境溫度的效應而變化，可以將汽化容量的變化施加到注入量控制器，結(jié)果可以大大地抑制壓縮機中的液體壓縮。
在上述的混合致冷劑注入方法中，周期性地被注入致冷劑管路中預定位置的混合致冷劑平均注入速度根據(jù)致冷劑管路中致冷劑的過熱度來確定。
在上述混合致冷劑注入方法中，混合致冷劑的過熱度為定義為(1)從壓縮機排出的混合致冷劑溫度與根據(jù)以所說壓縮機中排出的混合致冷劑壓力而計算出的混合致冷劑飽和溫度之差，(2)從壓縮機中排出的混合致冷劑溫度與根據(jù)外部空氣溫度而計算的混合致冷劑冷凝溫度之差，(3)吸入壓縮機的混合致冷劑溫度與根據(jù)吸入所說壓縮機的混合致冷劑壓力而計算的吸入壓縮機的混合致冷劑的飽和溫度之差，(4)吸入壓縮機混合致冷劑溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的吸入壓縮機混合致冷劑的溫度之差，(5)壓縮機殼體溫度與根據(jù)從壓縮機排出的混合致冷劑壓力計算的混合致冷劑的絕和溫度之差，(6)壓縮機殼體溫度與根據(jù)外部空氣度計算的混合致冷劑的冷凝溫度之差(在這種場合所說壓縮機是高的內(nèi)部壓力型)，(7)壓縮機殼體溫度與根據(jù)吸入壓縮機的混合致冷劑壓力計算的混合致冷劑絕和溫度之差，或者(8)壓縮機殼體溫度與根據(jù)外部空氣壓力計算的吸入壓縮機的混合致冷劑溫度之差(在這種場合是低內(nèi)部壓力型壓縮機)。
根據(jù)上述方法，可以根據(jù)致冷循環(huán)中混合致冷劑的過熱度來判斷壓縮機中液體壓縮的可能性。因而，可以縮短混合致冷劑的注入時間而達到液體致冷劑的最大注入量。此外，可以更精確地防止壓縮機內(nèi)的液體壓縮。在混合致冷劑的溫度與根據(jù)混合致冷劑所測壓力計算的其飽和溫度之差等的基礎(chǔ)上可以容易地計算過熱度。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，一個混合致冷劑注入裝置，它用于將混合致冷劑注入致冷劑管路，致冷劑管路是由至少一個壓縮機，一個冷凝器，一個膨脹裝置及一個蒸發(fā)器構(gòu)成，它們通過一致冷劑管道互相聯(lián)接，這個混合致冷劑注入裝置的組成為用于儲存液體致冷劑的液體致冷劑存儲裝置，用于稱量液體致冷劑存儲裝置的重量來探測液體致冷劑儲存裝置內(nèi)液體致冷劑的減少量的稱重裝置，用于周期性地從液體致冷劑裝置向致冷劑管路注入液體致冷劑的閥門裝置，用于監(jiān)測致冷劑內(nèi)致冷劑溫度和壓力的傳感裝置，以及用于根據(jù)從稱重及傳感裝置而來的各種信息控制閥門裝置周期性地向致冷劑管路注入液體致冷劑的控制裝置。
根據(jù)上述混合致冷劑注入設備，可以將液體致冷劑注入致冷劑管路而不發(fā)生壓縮機內(nèi)液體壓縮。


圖1示出了具有本發(fā)明的液體致冷劑注入裝置的致冷劑管路整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是如圖1所示的液體致冷劑注入設備的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的注入量控制操作的流程圖；圖4是圖3所示的注入量控制操作的時間表；圖5是基于根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的過熱度的注入量控制操作的流程圖；及圖6是基于根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的過熱度的注入量控制操作的流程圖。
下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例。
圖1示出了致冷機器的致冷劑管路(例如空調(diào)器的致冷劑管路)。在圖1中，空調(diào)機1由一外部裝置3及內(nèi)部裝置5構(gòu)成，它們通過一對致冷劑管7和8互相連接。外部裝置3包含一個蓄存器9(帶有溫度傳感器S3用于探測蓄存器的環(huán)境溫度)用以將循環(huán)在致冷劑管路中的氣態(tài)致冷劑及液態(tài)致冷劑互相分開并且將液態(tài)致冷劑儲存起來，一個壓縮機11(具有溫度傳感器S1及壓力傳感器S1’用來分別檢測從壓縮機11排出的致冷劑的溫度和壓力，及溫度傳感器S2及壓力傳感器S2’每個用于分別檢測吸入壓縮機11的致冷劑溫度和壓力)用來壓縮由蓄存器來的氣態(tài)致冷劑，一個四通轉(zhuǎn)向閥13，一個外部熱交換器15用于外部空氣與致冷劑管路中的致冷劑間熱交換，一個風扇17用于將熱交換的空氣吹送至外部來促進外部熱交換器15的熱交換操作，一個三通轉(zhuǎn)向閥21(閥21用作氣態(tài)端的關(guān)閉閥，閥21的相交位置由一軸操作來變化。正常地，將致冷劑管子設定通過三通轉(zhuǎn)向閥21與致冷劑管A相通，一個開/關(guān)閥22(閥22用作激態(tài)端的關(guān)閉閥，在空調(diào)器的安裝工作完成之后正常操作中以軸操作來開啟這個閥22)等。內(nèi)部裝置5包含一個室內(nèi)熱交換器用來進行室內(nèi)空氣及致冷劑管路中致冷劑之間的熱交換，膨脹閥19，風扇25用于將熱交換空氣吹送入室內(nèi)促進室內(nèi)熱交換器的熱交換操作，等。
因此，構(gòu)成致冷劑管路的元件分放在室內(nèi)裝置3及外部裝置5內(nèi)并分別安裝在它們之中。
在操作中，致冷劑以由實線箭頭所指示的方向循環(huán)(在冷卻操作中)或以由虛線箭頭所指示的方向來循環(huán)(加熱操作中)，與4通轉(zhuǎn)向閥13的開關(guān)狀態(tài)相一致進行冷卻或加熱操作。
在冷卻操作中，建立下列致冷循環(huán)。即，從壓縮機11排出的致冷劑在室外熱交換器15中被冷凝，然后由膨脹閥19來減低致冷劑壓力。在此之后，在室內(nèi)熱交換器23中，壓力降低的致冷劑汽化，當致冷劑在室內(nèi)熱交換器23中汽化時由吸熱行為進行冷卻操作。另一方面，在加熱操作中，建立下列致冷循環(huán)。即，從壓縮機11中排出的致冷劑在室內(nèi)熱交換器23中被冷凝，然后由膨脹閥19減低致冷劑的壓力。因而，在室外熱交換器15中壓力降低的致冷劑汽化，當致冷劑在室內(nèi)熱交換器23內(nèi)冷凝時由散熱行為進行加熱操作。
根據(jù)這個實施例，當混合致冷劑注入致冷劑管路時，致冷劑注入設備100的排出軟管101與三通轉(zhuǎn)向閥21的注入口21a相連，致冷劑注入設備100中的液體致冷劑由壓縮機11吸入致冷劑管路。
圖2是致冷劑注入設備100的方框圖。如圖1和圖2所示，致冷劑注入設備100包括，用于存儲高壓致冷劑的致冷劑彈形高壓容器103，用于檢測致冷劑彈形高壓容器103重量的稱量裝置105，安裝在致冷劑彈形高壓容器103與排出軟管101之間的電磁斷流閥107，以及用于檢測致冷劑注入設備100的環(huán)境溫度的溫度傳感器S4，用作致冷劑注入控制裝置來控制致冷劑注入設備100的控制器109?？梢杂秒姅嗔鏖y或類似物代替電磁斷流閥107。
致冷劑彈形高壓縮機103的組成有，一個柱狀壓力容器及一個沿伸在致冷劑彈形高壓容器103底部周圍的虹吸管(未示出)以便將混合致冷劑注入致冷劑管路時保持混合致冷劑于液態(tài)。液化的混合致冷劑(R-407C，R-140A或類似物)作為致冷劑管路中的致冷劑具有同一組分，將它充填在致冷劑彈形高壓容器103內(nèi)，并且由稱重裝置在致冷劑注入操作過程中隨時稱量致冷劑的注入量。
控制器109由CPU，輸入/輸出接口，ROM，RAM等及鍵盤111，顯示器113等構(gòu)成，它的安裝于控制器109的上端。通過操作員以鍵盤111將從稱重裝置105來的重量信息，從溫度傳感器S1至S4，壓力傳感器S1’及S2’及空調(diào)器1元件上來的溫度信息，所期望的致冷劑注入量等提供到控制器109的輸入接口。此外，開啟閥門的指令從控制器109的輸出接口到電磁斷流閥107的輸出，工作狀態(tài)的信息等是從控制器109的輸出接口到顯示113的輸出。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施例控制器109的致冷劑注入量控制操作的流程圖。
在圖3所示的流程圖中，在操作員將排出軟管101連到注入口21a將液體致冷劑注入致冷劑管路，操作員首先輸入致冷劑充填量(總的致冷劑注入量)W1，總注入步驟數(shù)目(注入步驟之數(shù)目)N1及注入時間間隔(注入中斷時間)T1，它們是根據(jù)壓縮機11的容量，蓄存器9的容量，所期望注入量(根據(jù)致冷劑管路1的實際操作狀態(tài)即實際驅(qū)動力(power)等而計算的致冷劑不足量，或當致冷劑管設定為長于所規(guī)定值一個超額長度時根據(jù)超額長度計算的致冷劑不足量)，等。在這個實施例中，因為蓄存器容量的限制即為了防止壓縮機中液體壓縮必須將液體致冷劑注入量分成多個注入步驟，總的注入步驟數(shù)目被定義為為了使在各個注入步驟中充填的液體致冷劑總注入量等于所期望的致冷劑注入量W1而需要的注入步驟數(shù)。此外，注入時間間隔T1定義為注入步驟間的時間。
注入步驟(N1)總的數(shù)目可通過計算(總的注入量W1)/(每一注入步驟的注入量W0)來決定的。
在這種場合，如果將各種致冷劑管路的規(guī)格(壓縮機11的容量，蓄存器的能量等)預先存儲在ROM中，通過手工輸入致冷劑管路1的模型數(shù)及所需要的注入量(當由于致冷劑管道被設計成較長而致冷劑不足時，這個所需注入量可能是致冷劑管道的長度)，可以自動稱出致冷劑總注入量W1，總注入步驟數(shù)N1及注入時間間隔T1，結(jié)果省去一些輸入工作步驟。此外，當必須根據(jù)空調(diào)器的規(guī)格來確定所需致冷劑注入量時，通過輸入模型數(shù)可省略輸入工作步驟。
根據(jù)從鍵盤111或類似物接收的輸入信息，在ROM內(nèi)的輸入信息及數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上在控制器109的存儲單元內(nèi)設定時間表。時間表包括各種信息如液體-致冷劑注入(饋入)時間t1，注入時間t1與每一個注入步驟的注入時間相對應并需要它來注入液體致冷劑直到液體致冷劑的注入量達到每個注入步驟的液體致冷劑注入量W0，注入時間間隔(即注入中斷時間)T1及總的注入步驟數(shù)N1(注入操作中液體致冷劑注入步驟的數(shù)目)。例如，在每個注入步驟的液體致冷劑注入量(W0)基礎(chǔ)上設定液體致冷劑注入時間t1，每個注入步驟的液體致冷劑注入量(W0)是由蓄存器9的容量及單位時間內(nèi)致冷劑供應容許(最大)量(由致冷劑彈形高壓容器103的壓力，電磁斷流閥107及排出軟管101的液體致冷劑流量來確定)來確定，根據(jù)蓄存器9的容量及激體致冷劑的汽化速率來確定注入時間間隔T1，根據(jù)所需致冷劑注入量(W1)及每個注入步驟的注入量(W0)(即N1＝W1/W0(步驟1))。
在時間表的設定完成之后，控制器109控制顯示113顯示時間表以及其準備過程的完成。根據(jù)這個實施例，從用于檢測蓄存器9和環(huán)境溫度的溫度傳感器S3或從用于檢測致冷劑注入設備100的環(huán)境溫度的溫度傳感器S4而來的溫度信息輸出被用于設定時間表。
例如在夏季，由于致冷劑管路內(nèi)壓力上升而蓄存器9中的致冷劑汽化速度也增加，在夏季必須將注入時間間隔設定的短些。在另一方面，在冬季由于上述條件顛倒過來，在冬季注入時間間隔必須設定的長些。
圖4示出了時間表的一個例子。在這個場合，注入時間t1和注入時間間隔T1分別被沒定在3分和1分鐘，所圖4所示。此外，總的注入步驟數(shù)據(jù)設為10，通過重復致冷劑注入步驟10次可以注入液體致冷劑的目標注入(充填)量(例如10kg)。如果根據(jù)從稱重裝置105而來的輸入信息，控制器109認出儲存在致冷劑高壓容器103中的致冷劑量小于所需注入量，控制器109指示顯示器113來顯示出液體致冷劑的缺量并地指示一聲音警報器輸出一警報聲。
根據(jù)顯示器113上步驟完成的顯示，操作員操作三通轉(zhuǎn)向閥使加注軟管101連向致冷劑管，然后開始致冷劑管路1的冷卻操作過程，之后開啟驅(qū)動致冷劑注入設備100。與這個操作過程相對應，控制器109根據(jù)圖4所示時間表開啟或關(guān)閉電磁斷流閥107從致冷劑高壓容器103向致冷劑管路注入液體致冷劑。在這個場合，每單位時間的液體致冷劑注入量可以與致冷劑高壓容器103的壓力或環(huán)境溫度的變化相一致冷來改變。
接下來，在步驟2和步驟3中將變量N和變量W設為0作為初始值(N代表現(xiàn)行注入步驟，W代表現(xiàn)行致冷劑注入量)。這時，致冷劑在致冷劑管路中以實線箭頭方向循環(huán)，同時電磁斷流閥107開啟(步驟5)將液體致冷劑從致冷劑注入設備100通過三通轉(zhuǎn)向閥向致冷劑管路中低壓端的預定位置注入液體致冷劑。
被注入的致冷劑流向蓄存器9并且被儲存在那里以便防止其到達位于蓄存器下游端的壓縮機11。在步驟4中，判斷液體致冷劑的注入量W是否超過注入量W0。如果W超過W0，過程就走到步驟6關(guān)閉電磁斷流閥107。另一方面，如果W不超過W0，過程返回步驟4繼續(xù)注入液體致冷劑。通過用稱重105稱量致冷劑高壓容器103重量測量液體致冷劑的注入量W。因此防止液體致冷劑超量注入蓄存器，因而防止了液體致冷劑從蓄存器9的溢流。
接下來，在步驟7注入步驟數(shù)N增加1，而且在步驟8記錄注入時間間隔數(shù)的定時間器的值t設置在“0”作為初始值。
在步驟9中，判斷注入步驟數(shù)N是否等于總注入步驟數(shù)N1。如果N＝N1，液體致冷劑注入在步驟10完成。
另一方面，如果N在步驟9不等于N1，過程是向步驟11及12保持電磁斷流閥10關(guān)閉來中斷液體致冷劑的注入同時分別使定時器的T值增加“1”直到定時器T值到T1。在中斷時間(T1)向，蓄存器9內(nèi)的液體致冷劑逐漸汽化并吸入壓縮機11，最后在蓄存器9內(nèi)不存在液體致冷劑。
如果在步驟12內(nèi)判斷T＝T1，過程返回步驟3再次由控制器109開啟電磁斷流閥107，由此再次將液體致冷劑注入儲存器9。
當以預定次數(shù)進行注入液體致冷劑時以及它完成時，控制器109控制顯示器113顯示其液體致冷劑注入操作的完成并且也控制聲音警報器輸出一個警報聲音。在這個場合，如果根據(jù)稱重裝置105來的輸入信息，控制器109認出吸入致冷劑高壓容器103的液體致冷劑太缺乏以致不能在致冷劑管路中充填液體致冷劑的目標量時，控制器109控制顯示器113在開始注入工作之前顯示液體致冷劑的不足。此外，如果根據(jù)稱重裝置105來的輸入信息，控制器109認出在致冷劑注入工作過程中達到液體致冷劑總注入量時，控制器109停止液體致冷劑注入工作并且也控制聲音警報器輸出警報聲音。
根據(jù)上述實施例，預先計算每個注入步驟的液體致冷劑注入量W0并且在此之后根據(jù)W0進行液體致冷劑以致冷劑注入設備100向致冷劑管路的周期性注入控制。在這種場合，可以根據(jù)致冷循環(huán)中致冷劑的過熱度自動確定每個注入步驟的液體致冷劑注入量。
圖5是當每個注入步驟的液體致冷劑注入量根據(jù)過熱度來變化時，根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的致冷劑注入量控制操作。
首先，根據(jù)步驟20中操作而開始，就象第一個實施例的場合，在步驟21中將液體致冷劑的總注入量W1輸入給控制器109。接下來，液體致冷劑的注入與顯示器113上的顯示相一致開始啟動。
首先，在步驟22中將液體致冷劑的注入量W設定為“0”做初始數(shù)值。接下來，在步驟23中判斷從壓縮機11排出的致冷劑的過熱度TH是否低于預定門限值(10℃)。過熱度TH對應于從壓縮機11中排出的致冷劑溫度(即溫度傳感器S1所檢測的溫度)與根據(jù)從壓縮機11中排出的致冷劑壓力而計算出的致冷劑和溫度(即壓力傳感器S1所檢測的壓力)的溫度差。如果過熱度TH低于10℃，壓縮機中致冷劑被保持在濕壓縮狀態(tài)，因而，有在壓縮機中發(fā)生液體壓縮這樣的危險。
可根據(jù)致冷劑管路的設計條件，環(huán)境溫度條件等將門限值(10℃)矯正到最佳值。如果步驟23中的判斷是“是”，則過程走到24關(guān)閉電磁斷流閥107并停止液體致冷劑的注入。另一方面，如果步驟23中的判斷是“不”，過程走到步驟25判斷是否W＝W1。如果在步驟25中W＝W1，過程走到步驟26來關(guān)閉電磁斷流閥107，液體致冷劑的注入控制操作完成。
如果步驟25中的判斷是“不”，過程走到步驟28來開啟關(guān)閉者的電磁斷流閥107并再次開始液體致冷劑的注入，步驟返回步驟23去重復上述操作。
通過上述操作，在最小時間內(nèi)可進行液體致冷劑的注入同時使致冷循環(huán)的過熱度保持在一個在上述預定門限值上的適當值。
圖6是當被周期性注入致冷劑管路的液體致冷劑的平均注入速率(即電磁斷流閥門的工作值(ON-duty value))根據(jù)致冷循環(huán)中致冷劑過熱度而變化時，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的致冷劑注入量控制操作的流程圖。
在這個實施例中，電磁閥的工作循環(huán)(duty cycle)即每個注入步驟t1中液體致冷劑注入量與注入時間間隔T1的負載比(duty ratio)是根據(jù)致冷劑管路中的致冷劑過熱度而周期變化的，由此根據(jù)致冷劑管路中的致冷劑過熱度來變化液體致冷劑的平均注入量。
從操作的開始，將液態(tài)致冷劑的所需注入量(總注入量)W1輸入控制器109，就象上述實施例的場合一樣。接下來，在步驟31中將液體致冷劑注入量W設定為“0”作為初始值。在步驟32中，將工作值(負載比)設定到最初值，然后接通(開啟)電磁斷流閥。在步驟34中，判斷對應于設定的工作值的時間是否過去。也說是說，電磁斷流閥一直保持為“開”態(tài)，直到對應于工作值的時間過去。在步驟35中，判斷液體致冷劑注入量W是否等于所需總的液體致冷劑注入量W1。如果步驟35中的判斷是“否”，過程走到步驟36來切斷(關(guān)閉)電磁斷流閥。在步驟37中，判斷對應于設定的非工作(OFF-duty)值(1-(ON-duty))的時間是否過去，即電磁斷流閥保持為“關(guān)”態(tài)，直至對應于非工作值的時間過去。電磁斷流閥的開/關(guān)操作一個周期中液體致冷劑平均注入量是通過控制工作值與非工作值而決定的。接下來，在步驟38中以與上述相同的方式計算致冷劑管路中致冷劑的過熱度并根據(jù)所計算過熱度來調(diào)節(jié)工作值(負載比)。在這之后，再次打開電磁斷流閥根據(jù)所計算的工作值(負載比)來進行液態(tài)致冷劑注入。在這個流動中，根據(jù)致冷劑管路中的致冷劑過熱度來調(diào)節(jié)電磁斷流閥的工作值(即液態(tài)致冷劑的平均注入速率)。
如果在步驟35中W＝W1，過程走到步驟40來結(jié)束液體致冷劑注入量控制操作。
在上述實施例，由電磁斷流閥的開/關(guān)操作(開啟/關(guān)閉操作)來控制液體致冷劑的注入量。然而，當使用電斷流閥來取代電磁斷流閥時，可以通過使電斷流閥(throtting back)和松開成比例的(線性的)和更精確的控制液體致冷劑的注入量，結(jié)果電切斷值的開啟度設定到全開啟態(tài)與全關(guān)閉態(tài)之間的一個適當值，由此可更穩(wěn)定地進行液體致冷劑注入操作。在這種場合，圖5中步驟24的“關(guān)閉”被轉(zhuǎn)變成節(jié)流，及圖5中步驟28的“開啟”轉(zhuǎn)變成“松開(或開啟)”。
在上述實施例中，根據(jù)從壓縮機排出的致冷劑溫度(即傳感器S1所檢測)與根據(jù)從壓縮機排出的致冷劑壓力S1’計算的飽和溫度(即壓力傳感器S1所檢測)之溫度差進行致冷劑過熱度的計算。然而，為了取代所排出致冷劑的溫度，可以使用壓縮機殼體溫度(在高內(nèi)壓型壓縮機的場合)。另一方法是，從吸入壓縮機的致冷劑的溫度(即電傳感器S2所檢測)與根據(jù)吸入壓縮機的致冷劑壓力而計算的飽和溫度(即電傳感器S2’所檢測)的溫度之差所計算過熱度。在這種場合，可用壓縮機的殼體的溫度代替吸入壓縮機的致冷劑溫度(在低內(nèi)壓型壓縮機的場合)。
此外，使用壓力傳感器來確定致冷劑的飽和溫度，然而，根據(jù)外部空氣溫度可估算從壓縮機排出或吸入的致冷劑的飽和溫度。在這種場合，作為判斷(計算)過熱度的標準的溫度操作可以變化。此外，可將壓力傳感器設計成組合型(unit type)或內(nèi)裝型(built-in type)而它以前是包括在注入設備本身當中的。
如上述，根據(jù)上述實施例，可以很快地將大量液體致冷劑注入液體致冷劑管路而不發(fā)生在壓縮機11中的液體壓縮機。此外，控制器109自動注入液體致冷劑和停止注入，結(jié)果不需要操作者花費注意力去長時間注意注入工作，因而加強了液體致冷劑注入工作的效率。
本發(fā)明并不限于上述實施例，在不偏離本發(fā)明的主題的情況下可以作各種修改。例如，在上述實施例中，通過用每單位時間的注入量與每個注入步驟的致冷劑注入量W0相除來計算液體致冷劑注入時間。然而，可根據(jù)致冷劑高壓容器的重量變化而直接進行液體致冷劑的注入。此外，本發(fā)明的方法和設備可應用于不具有蓄存器的致冷劑機。在這種場合，最好增加注入步驟數(shù)并將每注入步驟的液體注入量減至最小值以便較好地使致冷劑管路中的液體致冷劑蒸發(fā)。除此之外，液體致冷劑的注入裝置結(jié)構(gòu)及注入方法在不偏離本發(fā)明的主題的情況下可適當修改。
此外，上述實施例涉及到液體致冷劑注入致冷劑管路。然而，也可應用于致冷機器制冰機等的致冷劑注入。
如上所述，基于根據(jù)本發(fā)明的致冷劑機注入方法和設備，液化非共沸點混合致冷液可以快速被注入致冷劑管路同時防止壓縮機內(nèi)的液體，壓縮。
權(quán)利要求
1.用于將混合致冷劑注入致冷劑管路的方法，該管路包括至少有一個壓縮機，一個冷凝器，一個膨脹裝置及一個蒸發(fā)器，它們通過致冷劑管互相連接，其特征在于將混合致冷劑斷續(xù)性地從致冷劑彈形高壓容器中注入所說致冷劑管路的低壓力端的預定位置，同時使混合致冷劑保護液態(tài)。
2.如權(quán)利要求1的混合致冷劑注入方法，其中所說致冷劑管路包含有一個蓄液容器，它設置在所說壓縮器的所說吸口與預定位置之間，并且混合致冷劑的繼續(xù)性注入量根據(jù)混合致冷劑的致冷劑蒸發(fā)能力設定在低于所說蓄存器的液體蓄存容量。
3.如權(quán)利要求2的混合致冷劑注入方法，其中混合致冷劑的平均注入速率被設定到這樣一個適當值，使平均注入速率不超過基于環(huán)境溫度的混合致冷劑汽化速率。
4.如權(quán)利要求1的混合致冷劑注入方法，其中被斷續(xù)性注入所說致冷劑管路中預定位置的混合致冷劑的平均注入速率根據(jù)在所說致冷劑管路中的致冷劑過熱度來確定。
5.如權(quán)利要求4的混合致冷劑注入方法，其中所說致冷劑管路包括有一個蓄液容器，它安裝在所說壓縮機的所說吸口與預定位置之間，而且將混合致冷劑的平均注入速率設定在低于所說蓄液容器的致冷劑汽化速率。
6.如權(quán)利要求1或4的混合致冷劑注入方法，其中通過根據(jù)在所說致冷劑管路的預定位置的混合致冷劑溫度控制開/關(guān)閥門來進行將混合致冷劑注入所說致冷劑管路。
7.如權(quán)利要求6的混合致冷劑注入方法，其中在所說致冷劑管路中預定位置的混合致冷劑的溫度與從所說壓縮機排出或吸入的混合致冷劑溫度相對應。
8.如權(quán)利要求1的混合致冷劑注入方法，其中根據(jù)所說致冷劑管路中混合致冷劑過熱度來控制斷續(xù)性混合致冷劑的注入。
9.如權(quán)利要求8的混合致冷劑注入方法，其中混合致冷劑的過熱度定義為(1)從所說壓縮機排出的混合致冷劑的溫度與根據(jù)從所說壓縮機排出的混合致冷劑壓力而計算的混合致冷劑的飽和溫度之溫度差，(2)從所說壓縮機排出的混合致冷劑的溫度與根據(jù)外部空氣溫度而計算的混合致冷劑的冷凝溫度之溫度熱差，(3)吸入壓縮機的混合致冷劑溫度與數(shù)據(jù)吸入所說壓縮機的混合致冷劑壓力計算的吸入所說壓縮機以混合致冷劑的飽和溫度之溫度差，(4)吸入所說壓縮器的混合致冷劑溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的吸入所說壓縮機的混合致冷劑的溫度之溫度差，(5)所說壓縮機殼體溫度與根據(jù)從所說壓縮機排出的混合致冷劑壓力而計算的混合致冷劑飽和溫度之溫度差，(6)所說壓縮機殼體的溫度與根據(jù)外部空所溫度而計算的混合致冷劑冷凝溫度(在所說壓縮機是高內(nèi)部壓力型)的溫度差，(7)所說壓縮機殼體的溫度與根據(jù)吸入所說壓縮機的混合致冷劑壓力計算的混合致冷劑的飽和溫度之溫度差，或(8)所說壓縮機殼體的溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的吸入所說壓縮機的混合致冷劑溫度(在低內(nèi)部壓力型壓縮機的場合)之溫度差。
10.如權(quán)利要求4的混合致冷劑注入方法，其中混合致冷劑過熱度定義為(1)從所說壓縮機排出的混合致冷劑溫度與數(shù)據(jù)從所說壓縮機排出的混合致冷劑壓力計算的混合致冷劑的飽和溫度之溫度差。(2)從所說壓縮機排出的混合致冷劑溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的混合致冷劑的冷凝溫度之溫度差，(3)吸入所說壓縮機的混合致冷劑溫度與根據(jù)吸入所說壓縮機的混合致冷劑壓力計算的吸入所說壓縮機的混合致冷劑的飽和溫度之溫度差，(4)吸入所說壓縮機的混合致冷劑的溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的吸入所說壓縮機混合致冷劑溫度之差，(5)所說壓縮機的殼體的溫度與根據(jù)從所說壓縮機排出的混合致冷劑壓力計算的混合致冷劑飽和溫度之溫度差，(6)所說壓縮機殼體的溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的混合致冷劑冷凝溫度之溫度差(在所說壓縮機是高內(nèi)部壓力型的場合)，(7)所說壓縮機殼體的溫度與根據(jù)吸入所說壓縮機的混合致冷劑的壓力計算的混合致冷劑飽和溫度之溫度差，或(8)所說壓縮機殼體的溫度與根據(jù)外部空氣溫度計算的吸入所說壓縮機的混合致冷劑溫度之溫度差(在所說壓縮機是低內(nèi)部壓力型的場合)。
11.用于將混合致冷劑注入致冷劑管路的混合致冷劑注入設備，致冷劑管路由至少一個壓縮機，一個冷凝器，一個膨脹裝置及一個蒸發(fā)器構(gòu)成，它們通過致冷劑管道相互聯(lián)接，混合致冷劑注入設備包括有用于蓄存液體致冷劑的液體致冷劑蓄存裝置；用于為所說液體致冷劑蓄存裝置稱重用以檢測在所說液體致冷劑蓄存裝置中的液體致冷劑的減少量的稱重裝置；用于將液體致冷劑從所說液體致冷劑蓄存裝置斷續(xù)性注入所說致冷劑管路的閥裝置；用于監(jiān)測所說致冷劑中致冷劑壓力及溫度的傳感裝置；及用于根據(jù)從所說稱重裝置及所說傳感裝置中來的各種信息控制所說閥門裝置向所說致冷劑管路中斷續(xù)性注入液體致冷劑的控制裝置。
全文摘要
用于將混合致冷劑注入致冷劑管路中的方法和設備,其構(gòu)成為至少一個壓縮器,一個冷凝器,一個膨脹裝置及一個蒸發(fā)器,它們通過一個致冷劑管道互相連結(jié),混合致冷劑被周期性從致冷劑彈的高壓容器中注入致冷劑管路的下壓力端的預定位置同時保持混合致冷劑在液態(tài)。可根據(jù)致冷劑管路中的混合致冷劑的過熱度來控制液體致冷劑向致冷劑管路的周期性注入操作(量)。
文檔編號F25B45/00GK1186937SQ97105449
公開日1998年7月8日 申請日期1997年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月10日
發(fā)明者上村一朗, 澤田范雄, 佐藤晃司, 增田哲也 申請人:三洋電機株式會社