[发明专利]用于监测蒸气压缩系统中的制冷剂充注量的方法

说明书

披露了一种用于监测蒸气压缩系统(1)中的制冷剂充注量的方法，蒸气压缩系统(1)包括布置在制冷剂路径中的压缩机单元(2)、排热换热器(3)、高压膨胀装置(4)、接收器(5)、至少一个膨胀装置(9，10)、以及至少一个蒸发器(11，12)。检测流入或流出接收器(5)的净质量流量的变化和/或检测流入或流出接收器(5)的净焓流量的变化，并且在检测到净质量流量和/或净焓流量的变化之后，监测随时间变化的接收器(5)内的压力。基于监测到的随时间变化的压力，导出代表接收器(5)的动态变化的时间常数，并且基于导出的时间常数，导出关于蒸气压缩系统(1)中的制冷剂充注量的信息。

技术领域

本发明涉及一种用于监测蒸气压缩系统中的制冷剂充注量的方法。根据本发明的方法可以及时检测到制冷剂充注量的损失，而不需要专用的传感器。

背景技术

在蒸气压缩系统中，比如在制冷系统中，制冷剂在制冷剂路径中循环，同时交替地通过一个或多个压缩机压缩和通过一个或多个膨胀装置膨胀，并且同时分别在至少一个排热换热器和至少一个蒸发器中经历热交换。在制冷剂路径中循环的制冷剂的量有时被称为制冷剂充注量。

随着时间的推移，制冷剂可能从制冷剂路径泄漏，从而使制冷剂充注量减少。如果蒸气压缩系统中的制冷剂充注量减少到低于一定水平，则在制冷剂路径中将不再有足够的制冷剂来确保蒸气压缩系统的正常操作。例如，在蒸气压缩系统是制冷系统的情况下，充注量低可能造成蒸气压缩系统操作低效和/或可能无法在制冷体积(比如展示柜)中维持足够低的温度。这可能导致蒸气压缩系统不能对系统的至少一部分中(比如一个或多个制冷隔室中)提供所需的冷却，并且这可能一直持续到维护人员到达并补充制冷剂充注量。为了避免这种情况，可以监测制冷剂充注量以便在到达临界极限之前允许补充制冷剂充注量。

例如可以藉由定位在接收器中的专用的液位传感器来监测制冷剂充注量，该液位传感器布置在制冷剂路径中在排热换热器的出口与膨胀装置的入口之间。这增加了蒸气压缩系统的部件，增加了制造成本和维护成本，因为这种液位传感器也将需要进行正常维护。此外，藉由这种液位传感器可能难以监测制冷剂充注量随时间的变化，并且这种传感器的读数例如由于接收器中的湍流而可能是不可靠的。最后，存在过晚检测到制冷剂充注量减少的风险，在这个意义上，蒸气压缩系统可能无法提供所需的冷却，如以上所描述的。

作为替代方案，可以计划定期进行维修检查，以便允许维护人员控制制冷剂充注量。然而，在蒸气压缩系统的泄漏率高于预期的情况下，制冷剂充注量可能在两次计划的维修检查之间的时间到达临界水平。这将导致蒸气压缩系统的操作低效，可能导致系统不能满足冷却需求，如以上所描述的。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种监测蒸气压缩系统中的制冷剂充注量的方法，其中可以快速且可靠地检测到制冷剂充注量的减少，而不增加制造或维护成本。

本发明提供了一种用于监测蒸气压缩系统中的制冷剂充注量的方法，蒸气压缩系统包括布置在制冷剂路径中的压缩机单元、排热换热器、高压膨胀装置、接收器、至少一个膨胀装置、以及至少一个蒸发器，压缩机单元包括一个或多个压缩机，每个膨胀装置向(多个)蒸发器中的一个蒸发器供应制冷剂，该方法包括以下步骤：

-检测流入或流出接收器的净质量流量的变化和/或检测流入或流出接收器的净焓流量的变化，

-在检测到净质量流量和/或净焓流量的变化之后，监测随时间变化的接收器内的压力，

-基于监测到的随时间变化的压力，导出代表接收器的动态变化的时间常数，以及

-基于导出的时间常数，导出关于蒸气压缩系统中的制冷剂充注量的信息。

因此，根据本发明的方法是一种用于监测蒸气压缩系统中的制冷剂充注量的方法。在本文的上下文中，术语“蒸气压缩系统”应当被解释为意指以下任何系统：其中流体介质流(比如制冷剂)循环并且被交替地压缩和膨胀，由此提供对一定体积的制冷或加热。因此，蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。