用于估算RVCS系统中的制冷剂充注损耗的方法和系统技术方案

水平传感器被配置成用于提供接收器水平，该接收器水平表明在接收器中存在的制冷剂的量，并且水平模型基于制冷剂的温度提供排热换热器估算，该排热换热器估算表明在排热换热器中存在的制冷剂的量。由该传感器和该模型估算制冷剂从RVCS系统的损耗。

Method and system for estimating refrigerant charge losses in an RVCS system

The level sensor is configured to provide the receiver level, the receiver that refrigerant at receiver in presence of the amount, and the level of exhaust heat exchanger model to estimate the temperature of the refrigerant based on the heat exchanger in the exhaust heat exchange of refrigerant estimation shows that the amount of the existing heat exchanger. The losses of the refrigerant from the RVCS system are estimated by the sensor and the model.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估算RVCS系统中的制冷剂充注损耗的方法和系统前言本专利技术涉及用于估算制冷剂蒸气压缩系统中(以下被称为RVCS，例如，在制冷系统中或在基于热泵的加热系统中等等)的制冷剂充注损耗的方法和系统。具体地，本专利技术涉及用于包括制冷剂的RVCS系统的方法和系统，该制冷剂在环路中在低压侧与高压侧之间循环。该系统的低压侧在膨胀阀与压缩机的吸入侧之间形成用于制冷剂的体积。高压侧在压缩机的排放侧与膨胀阀之间形成用于制冷剂的体积。高压侧包括排热换热器，例如，呈在使用过程中变暖的气体冷却器或冷凝器的形式。高压侧进一步包括接收器从而提供用于制冷剂的存储空间。低压侧包括在使用过程中变冷的蒸发器。专利技术背景例如在超级市场和冷藏库中的制冷系统通常以低速率损耗其制冷剂充注。典型的数字是在每年总充注10％至30％的比率上。这最终由于缺乏制冷剂而导致故障。为了补偿损耗的制冷剂并且为了避免故障，典型地限定了固定的维护间隔。制冷剂部分地呈液体形式，并且部分地呈蒸气形式。在蒸发器和排热换热器中的液体的量取决于运行状态并且部分地取决于温度、压力和负载而显著变化。制冷剂在正常运行过程中迁移。多数RVCS系统因此将包括接收器，该接收器存储一定量的制冷剂来适应在该设备的其他部分中的充注的变化。这使得在正常运转状态下几乎不可能估算充注。类似的考虑适用于其他在技术上类似的系统，例如，在用于家用加热的热泵系统中和在空调系统中等等。本文中，使用术语RVCS系统涵盖任何种类的基于压缩机和制冷剂的系统，其中通过使用压缩机和制冷剂使热能在热侧与冷侧之间交换。这种系统有时被称为制冷剂蒸气压缩系统。在市场中对于早期检测低充注状态存在极大兴趣，这使得应可以在故障实际发生之前安排再充注。这可以减少故障量并且防止对紧急维护呼叫的需要。在再填充过程中，维护人员用粗略估算量的制冷剂对系统进行再填充。现行实践非常不精准，并且典型地专注于避免对系统过量填充，因为如果液体制冷剂从蒸发器逸出则可能引起高成本的压缩机崩溃。专利技术说明为了改善RVCS系统并且尤其为了能够改善维护间隔、为了改善维护和再填充程序的质量、并且为了减少故障的风险，本专利技术在第一方面中提供一种方法，该方法包括：●提供水平传感器，该水平传感器被配置成用于提供接收器水平，该接收器水平表明在该接收器中存在的制冷剂的量；●提供水平模型，该水平模型被配置成用于基于选自由包括至少制冷剂温度的一组运行参数中的参数来提供排热换热器估算，该排热换热器估算表明在该排热换热器中存在的制冷剂的量；并且●基于该接收器水平和该排热换热器估算来估算制冷剂从该RVCS系统的损耗。在第二方面中，本专利技术提供一种控制器，该控制器用于以上描述类型的RVCS系统并且包括处理器，该处理器以一组指令来运行，从而变得被配置成用于执行根据本专利技术的第一方面的方法。在第三方面中，本专利技术提供一种RVCS系统、尤其是制冷系统、并且尤其是具有多个冷却单元或装架的制冷系统，该多个冷却单元或装架通过来自压缩机或包括多个压缩机的压缩机机组的制冷剂供应而单独冷却。根据本专利技术的第三方面的RVCS系统配备有根据本专利技术的第二方面的控制器。以下，主要参照制冷系统对本专利技术进行描述。然而，任何所披露的特征和方面总体上都可应用于具有例如充注有碳氟化合物制冷剂的类型的RVCS系统，这些碳氟化合物制冷剂例如但不限于诸如R22的氟氯烃化合物(HCFC)、或诸如R134a、R410A和R407C的氢氟烃(HFC)、或诸如R600a和R1270的碳氢化合物(HC)、或二氧化碳。通过执行已知为抽空的程序，可以获得在该RVCS的多数部件内部的制冷剂的可复现量。在此，可复现应被理解的意义为在重复程序时在这些部件内部的制冷剂的量将基本上相同。其制冷剂的量将不可复现的仅有部件是排热换热器和接收器。因此，在执行抽空程序之后在接收器中的制冷剂的量的变化加上在排热换热器中的制冷剂的量的变化对应于制冷剂从RVCS的损耗。在接收器中的制冷剂的量可以借助于水平传感器来确定，从而留下排热换热器作为该系统在充注方面具有高度不确定性的仅有部分。通过本专利技术，这是通过使用排热换热器的模型进行估算来克服的。在接收器中的水平与在排热换热器中的估算量之和对于无泄露的设备而言预期保持恒定并且当存在泄漏时随时间下降。通过建立基线(即，通过从水平传感器建立信号并且通过在充注之后直接(优选地在充注之后少于一天或一个小时)从水平模型提供排热换热器估算)，就可以充分精确地估算充注损耗的量，从而高度改善维护间隔的定时并且确保更加准确的制冷剂添加量。该方法可以应用于估算维护间隔，或者该方法可以应用于估算充注特定RVCS系统所需的制冷剂的量。这将使得维护人员能够在维护系统时携带必需量，并且与迄今为止相比将可以允许维护人员将更多制冷剂填充到系统中，迄今为止量被非常粗略且不精确地估算并且因此该量被减少以便将安全措施包括在内来避免由于过量填充而损坏压缩机。所提及的包括在环路中循环的制冷剂的RVCS系统可以是普通的制冷系统，例如，包括多个压缩机和/或多个排热换热器和/或多个接收器和/或多个膨胀阀和/或多个蒸发器的大型系统。该系统例如可以用于冷藏库，或者该系统可以形成RVCS系统的一部分(空调系统或基于热泵的加热系统)。压缩机例如可以是往复式压缩机或涡旋式压缩机。该系统因此可以包括一个或多个低压侧以及一个或多个高压侧。排热换热器可以是传统的冷凝器，其中呈气态的制冷剂被冷却并且变成液体，或者该排热换热器可以是例如来自基于CO2的系统的已知类型的气体冷却器。在一个实施例中，该方法包括为系统中的不同排热换热器应用不同的水平模型。该低压侧可以包括多个不同的部件，包括蒸发器，进入该蒸发器中的制冷剂膨胀并因此变冷。该蒸发器被定位在一个或多个膨胀阀与该一个或多个压缩机的吸入侧之间。该高压侧包括被定位在该压缩机的排出与该膨胀阀之间的一个或多个排热换热器和一个或多个接收器。该高压侧可以包括多个附加部件。该水平传感器可以是现有技术中已知的适用于在RVCS系统中水平指示的任何种类的传统传感器。该水平传感器典型地将液体水平转换成可以被控制器读取的电信号，例如，0伏特至10伏特，并且该水平传感器可以优选地直接定位在接收器内部。被配置成用于提供排热换热器估算的水平模型尤其可以是至少制冷剂的温度的函数、并且还有可能是其他参数(例如，压力)的函数，例如，在系统中的不同位置处的压力之间的压力差的函数。水平模型将估算在排热换热器中的液体制冷剂的量。可应用于亚临界操作中的一个可能的模型将排热换热器划分成三段：在区域1中，在边界0至1之间，来自压缩机的热蒸气被冷却至露点。在区域2中，在边界1至2之间，制冷剂被冷凝为液体。在区域3中，在边界2至3之间，液体制冷剂被进一步冷却，还参见图4。对于这种模型的实践估算公式是：其中hi是在边界i处的制冷剂的质量比焓，ρL是液体密度，ρg是蒸气密度，Ti是在边界i处的温度，Tamb是第二流体的温度，αi是代表区域i的热传递系数，并且ζi是填充有蒸气的区域i的体积的分数(其在区域1中等于一，并且在区域3中等于零)。焓和密度可以借助于流体模型来计算。模型的结果是在排热换热器内部的制冷剂的质量相对于当冷凝器将完全填充有液体制冷剂时将在内部的质量。在排热换热器内部的总制冷剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估算在RVCS系统中的制冷剂充注水平的方法，该系统包括在环路中在低压侧与高压侧之间循环的制冷剂，该低压侧在膨胀阀与压缩机的吸入侧之间形成用于制冷剂的体积，并且该高压侧在该压缩机的排放侧与该膨胀阀之间形成用于制冷剂的体积，该高压侧包括排热换热器和接收器，并且该低压侧包括蒸发器，该方法包括：●提供水平传感器，该水平传感器被配置成用于提供接收器水平，该接收器水平表明在该接收器中存在的制冷剂的量；●提供水平模型，该水平模型被配置成用于基于选自由包括至少制冷剂温度的一组运行参数中的参数来提供排热换热器估算，该排热换热器估算表明在该排热换热器中存在的制冷剂的量；并且●基于该接收器水平和该排热换热器估算来估算制冷剂从该RVCS系统的损耗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.01 DK PA2014005591.一种估算在RVCS系统中的制冷剂充注水平的方法，该系统包括在环路中在低压侧与高压侧之间循环的制冷剂，该低压侧在膨胀阀与压缩机的吸入侧之间形成用于制冷剂的体积，并且该高压侧在该压缩机的排放侧与该膨胀阀之间形成用于制冷剂的体积，该高压侧包括排热换热器和接收器，并且该低压侧包括蒸发器，该方法包括：●提供水平传感器，该水平传感器被配置成用于提供接收器水平，该接收器水平表明在该接收器中存在的制冷剂的量；●提供水平模型，该水平模型被配置成用于基于选自由包括至少制冷剂温度的一组运行参数中的参数来提供排热换热器估算，该排热换热器估算表明在该排热换热器中存在的制冷剂的量；并且●基于该接收器水平和该排热换热器估算来估算制冷剂从该RVCS系统的损耗。2.根据权利要求1所述的方法，对于具有多个排热换热器的RVCS系统，该方法包括对于每个排热换热器提供特定的水平模型，该特定的水平模型被配置成用于提供表明在这些排热换热器中特定一者中存在的制冷剂的量的排热换热器估算。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该RVCS系统被操作成，在估算制冷剂损耗之前使得以可复现的方式在该低压侧与该高压侧之间分布制冷剂。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括在估算制冷剂损耗之前通过运行该压缩机进行抽空直到该低压侧不含有液体制冷剂的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中该抽空包括在估算制冷剂损耗之前防止制冷剂流动到该蒸发器中，而同时运行该压缩机使得在该低压侧中的制冷剂减少至可复现量的步骤。6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括基于制冷剂的估算损耗给操作者提供警示的步骤。7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括提供可比较的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德·施密特，克里斯蒂安·弗雷斯伦德，简·普林斯，
申请(专利权)人：丹佛斯有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK