具有过热、过冷和制冷剂充注量控制的制冷系统的制作方法

本发明一般涉及制冷系统和该系统的控制方法。更具体地，本发明涉及确定制冷剂充注量，和/或当制冷剂充注量低于预定量时再注入制冷剂的制冷系统和方法。

背景技术：

制冷系统中的制冷剂量取决于许多因素，包括制冷系统的配置、制冷系统中的初始制冷剂量、在制冷系统的运行期间发生的任何过冷或过热、以及使用制冷系统的环境的温度和湿度。为了确保制冷系统有效且安全地运行，必须使制冷系统中的制冷剂在运行期间维持在适当的量。

传统的制冷系统和方法专注于确定系统中的制冷剂是否低于或高于可接受的制冷剂充注量(chargelevel)。其中一些专注于算法的开发，以更精确地确定制冷剂充注量。这种传统的制冷系统和方法在确定制冷剂充注量低于可接受的量之后不能提供解决问题的方案。

提供背景技术部分中公开的信息，仅仅是为了提供本文描述的实施例的总体背景，并不是承认或暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的一部分。

技术实现要素：

本发明各个方面提供了制冷系统和控制方法，其不仅可以确定制冷剂充注量，而且还可以预测制冷剂充注量何时变低，并且在一些实施例中，当制冷剂充注量低于适当的制冷剂充注量时再注入制冷剂。

在一个实施例中，制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、组件和制冷剂管线。制冷剂管线与压缩机、冷凝器、蒸发器和组件流体地连接(fluidlyconnect)，以形成用于循环制冷剂的制冷剂回路。压缩机压缩制冷剂。设置在压缩机下游的冷凝器冷凝制冷剂。设置在冷凝器下游的蒸发器蒸发制冷剂。组件包括设置在冷凝器和蒸发器之间的贮液干燥器装置，或者设置在蒸发器和压缩机之间的集液器装置，或者贮液干燥器装置和集液器装置。贮液干燥器装置包括贮液干燥器和第一传感器。贮液干燥器被配置为临时储存制冷剂或从制冷剂中吸收湿气或两者兼而有之。第一传感器安装在贮液干燥器处，以测量制冷剂在已经通过冷凝器之后的温度和压力。集液器装置包括集液器和第二传感器。集液器被配置为限制液态制冷剂进入压缩机。第二传感器安装在集液器处，以测量制冷剂在已经通过蒸发器之后的温度和压力。制冷系统还包括与组件电连接的控制器。控制器被配置为执行以下各项中的一个或多个：基于第一传感器测量的温度和压力确定过冷度，基于第二传感器测量的温度和压力确定过热度，至少部分地基于所确定的过冷度或所确定的过热度确定制冷剂充注量。

在一些实施例中，组件还包括与制冷剂储液器流体地连接的电子阀。电子阀安装在贮液干燥器处或集液器处或者流体地连接到制冷剂回路之与贮液干燥器装置或集液器装置不同的位置。电子阀被选择性地操作以允许制冷剂从制冷剂储液器流向制冷剂回路。制冷剂从制冷剂储液器到制冷剂回路的流动由制冷剂储液器与电子阀的安装位置之间的压力差驱动。这样，制冷剂充注量保持在预定制冷剂充注量以上。

在一些实施例中，制冷剂系统还包括以下各项中的一个或多个：第一鼓风机，与控制器电耦合，位于靠近冷凝器处，并被配置为将外界空气或来自发动机的进气口的空气吹过冷凝器；计量装置，设置在蒸发器的上游，并被配置为控制制冷剂进入蒸发器的流量；以及流量控制阀，设置在压缩机的上游，并被配置为选择性地限制或允许制冷剂流向压缩机。

在一些实施例中，根据第一传感器测量的温度和压力使用查找表来确定过冷度。根据第二传感器测量的温度和压力使用查找表来确定过热度。至少部分地基于所确定的过冷度或所确定的过热度来计算制冷剂充注量。

在一些实施例中，控制器执行其他附加的或可选的功能。在一种情况下，控制器通过推断随时间变化的制冷剂充注量，或通过考虑以下各项中的一个或多个，来预测制冷剂充注量低于预定制冷剂量的故障是否以及何时可能发生：所确定的制冷剂充注量随时间变化的趋势、外部温度、内部温度和湿度。在另一些实施例中，控制器基于随时间变化的所确定的过冷度和随时间变化的所确定的过热度中的一个或多个，预测制冷剂将持续的时间。在再一些实施例中，控制器计算压缩机的压缩比，基于所计算的压缩比确定制冷剂回路中是否发生堵塞，以及如果已经发生堵塞，则至少部分地基于所确定的过冷度和所确定的过热度确定堵塞的位置。在又一些实施例中，控制器与压缩机电连接，对压缩机的离合器周期进行计数，并且基于以下各项中的一个或多个来预测压缩机的离合器寿命：离合器周期、离合器温度和电流。

在一些实施例中，控制器与电子设备电耦合或无线地耦合，并向电子设备输出一个或多个信号，例如所确定的过冷、过热和/或制冷剂充注量、警告信号和维护请求。

另一个实施例提供了用于控制制冷系统的第一方法。该第一方法包括：(a)基于第一传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过冷度，以及基于第二传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过热度；(b)至少部分地基于制冷剂过冷度和制冷剂过热度计算制冷剂充注量；(c)确定制冷剂充注量是否低于预定制冷剂充注量；以及(d)如果确定制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量，则选择性地控制电子阀，以允许制冷剂从制冷剂储液器流向制冷系统的制冷剂回路，从而将制冷剂充注量提高到预定制冷剂充注量以上。

在一些实施例中，该第一方法还包括一个或多个附加的或可选的步骤。在一种情况下，在获取制冷剂过冷度之前，该第一方法还包括以下步骤中的一个或多个：在贮液干燥器处安装第一传感器，以测量制冷剂在已经通过冷凝器之后的温度和压力；在集液器处安装第二传感器，以测量制冷剂在已经通过蒸发器之后的温度和压力；以及在制冷剂回路中安装电子阀，其中电子阀与制冷剂储液器流体地连接。在另一种情况下，该第一方法还包括以下步骤中的一个或多个：预测是否以及何时可能发生故障(例如，制冷剂充注量低于预定制冷剂量)；预测制冷剂将持续的时间；确定制冷剂回路中发生堵塞的位置和堵塞的位置；预测压缩机的离合器寿命；以及向电子设备输出一个或多个信号。

其他实施例提供了用于控制制冷系统的第二方法。该第二方法包括：(a)在冷凝器和蒸发器之间的制冷剂回路中安装贮液干燥器装置，其中贮液干燥器装置包括贮液干燥器和安装在贮液干燥器处以测量制冷剂在已经通过冷凝器之后的温度和压力的第一传感器；(b)在蒸发器和压缩机之间的制冷剂回路中安装集液器装置，其中集液器装置包括集液器和安装在集液器处以测量制冷剂在通过蒸发器之后的温度和压力的第二传感器；(c)基于第一传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过冷度，以及基于第二传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过热度；(d)至少部分地基于制冷剂过冷度和制冷剂过热度计算制冷剂充注量；以及(e)确定以下各项中的一个或多个：制冷剂过冷度是否在预定制冷剂过冷范围内；制冷剂过热度是否在预定制冷剂过热范围内；以及制冷剂充注量是否低于预定制冷剂充注量。

本发明制冷系统和方法具有的其它特征和优点，从此处并入的附图和以下的具体实施方式中可以明显地看出，并在此处并入的附图和以下的具体实施方式中更详细地阐述。具体实施例一起用于解释本发明的某些原理。

附图说明

附图并入并构成本说明书的一部分，其图示说明了本申请的一个或多个实施例，并与实施例一起用于解释本申请的原理和实现。

图1是本发明的一些实施例的制冷系统的框图。

图2a、2b和2c是本发明的一些实施例的制冷系统的贮液干燥器装置的侧视图、后视图和俯视图。

图3a、3b和3c是本发明的一些实施例的制冷系统的替代配置的框图。

图4a是本发明的一些实施例的用于控制制冷系统的第一示例方法的流程图。

图4b和图4c是本发明的一些实施例的用于控制制冷系统的方法的附加的，可选的或可替代的步骤的流程图。

图5是本发明的一些实施例的用于控制制冷系统的第二示例方法的流程图。

具体实施方式

现在详细参考附图所示的本申请的实施方式。整个附图和以下具体实施方式都将使用相同的附图标记以指代相同或相似的部分。本领域普通技术人员将认识到，本申请的以下具体实施方式仅是说明性的，并且不是要以任何方式进行限制。本申请的其它实施例将容易被受益于本发明的技术人员想到。

为了清楚起见，并未展示和描述本文所描述的实施方式的所有常规特征。当然，应当理解的是，在任何这样的实际实施方式的开发过程中，必须做出许多特定实施方式的决策以便实现开发者的特定目标，例如遵守与应用和商业相关的约束，且这些特定目标将随实施方式的不同而不同以及随开发者的不同而不同。此外，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本发明的本领域普通技术人员来说，却是工程的常规任务。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行多种修改和变化，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。这里描述的具体实施例仅以示例的方式提供，并且本发明将仅由所附权利要求的条款以及这些权利要求所赋予的等同形式的全部范围进行限定。

通过制冷系统和用于控制制冷系统的方法的叙述来描述了本发明的实施例。本发明的制冷系统通常包括压缩机、冷凝器、蒸发器和与压缩机、冷凝器和蒸发器流体地连接以形成制冷剂回路的制冷剂管线。在许多情况下，制冷系统还包括贮液干燥器装置和/或集液器装置，该贮液干燥器装置和/或集液器装置设置在制冷剂回路中并集成有用于测量制冷剂的温度和压力的传感器。在一些情况下，制冷系统包括控制器，并且使用新的方法来(i)监控过冷、过热和/或制冷剂充注量，以及(ii)通知操作者是否和/或何时可能发生故障(例如，制冷剂充注量低于预定制冷剂量)。在一些情况下，制冷系统还包括与制冷剂储液器流体地连接的电子阀，该控制器(或另一控制器)选择性地打开或关闭电子阀，使得制冷系统中的制冷剂保持在预定制冷剂充注量以上。

本发明的制冷系统可以用于各种应用中，例如在车辆中以冷却车辆的车厢。该车辆包括但不限于汽车、货车、卡车、公共汽车和拖车。在一些情况下，制冷系统与现有a/c制冷系统结合使用或与现有a/c制冷系统集成。在一些实施例中，制冷系统与现有a/c制冷系统共享一些通用部件，例如压缩机、冷凝器或蒸发器。在一些情况下，通过修改现有a/c制冷系统，例如通过将本发明贮液干燥器装置和/或集液器装置安装到现有a/c制冷系统中，来构造该制冷系统。

作为说明，图1描绘了制冷系统100。该制冷系统100包括压缩机102、冷凝器104、蒸发器106、组件以及制冷剂管线。该制冷剂管线与压缩机102、冷凝器104、蒸发器106和组件流体地连接以形成用于循环制冷剂的制冷剂回路。在一些情况下，该组件既包括贮液干燥器装置108，也包括集液器装置114。在一些情况下，该组件仅包括贮液干燥器装置108和集液器装置114中的一个。作为示例，图1示出了包括贮液干燥器装置108和集液器装置114的组件。在所示的实施例中，冷凝器104设置在压缩机102的下游，并通过制冷剂管线(例如，122-1)流体地连接到压缩机102。贮液干燥器装置108设置在冷凝器104的下游，并通过制冷剂管线(例如，122-2)流体地连接到冷凝器104。在一些情况下，贮液干燥器装置108包括贮液干燥器110和第一传感器112。蒸发器106设置在贮液干燥器装置108的下游，并通过制冷剂管线(例如，122-3)流体地连接到贮液干燥器装置108。集液器装置114设置在蒸发器106的下游，并通过制冷剂管线(例如，122-4)流体地连接到蒸发器106，且通过制冷剂管线(例如，122-5)流体地连接到压缩机102，从而形成用于循环制冷剂的制冷剂回路。在一些情况下，集液器装置114包括集液器116和第二传感器118。

第一传感器112和第二传感器118可以是适于测量制冷剂的温度和压力的任何类型的传感器，包括但不限于组合的压力和温度传感器。在一些情况下，第一传感器112包括第一温度传感器和第一压力传感器；第二传感器118包括第二温度传感器和第二压力传感器。第一传感器112设置在制冷剂回路的高压侧上，并且优选地安装在贮液干燥器110处，例如在贮液干燥器110的入口、出口、内部或其它合适的位置。第二传感器118设置在制冷剂回路的低压侧上，并且优选地安装在集液器116处，例如集液器116的入口、出口、内部或其它合适的位置。将第一传感器112安装在贮液干燥器110处和/或将第二传感器118安装在集液器116处提供了几个优点，包括封装和安装方便、原始设备时间节省以及更容易的泄漏测试。

在制冷系统的运行期间，压缩机102将制冷剂压缩成压缩的制冷剂。压缩机102可以是任何类型的压缩机，包括但不限于往复式压缩机或旋转式压缩机。压缩机102由电源138例如太阳能电池、蓄电池、交流发电机驱动，或者如果制冷系统用于车辆中，则可以由内燃机皮带驱动。冷凝器104冷凝已经被压缩机102压缩的制冷剂。贮液干燥器装置108的贮液干燥器110临时储存制冷剂和/或从已经被冷凝器104冷凝的制冷剂中吸收湿气、碎屑或其它不需要的物质。第一传感器112测量已经被冷凝器104冷凝的制冷剂的温度和压力。蒸发器106汽化或蒸发已经被冷凝器104冷凝的制冷剂，为期望的使用提供冷却。集液器116例如通过将过量的液态制冷剂临时存储在集液器116处，来限制液态制冷剂进入压缩机102，以防止损坏压缩机102。第二传感器118测量已经被蒸发器106汽化/蒸发的制冷剂的温度和压力。应当注意的是，取决于制冷系统的操作和性能，在贮液干燥器110处的冷凝的制冷剂和在集液器116处的汽化/蒸发的制冷剂可以是液体、气体或液体和气体的混合物的形式。

在许多实施例中，制冷系统100还包括控制器124，该控制器124与制冷系统的一个或多个部件电连接，并被配置为监测和控制制冷剂进入蒸发器106的量、制冷剂进入压缩机102的量、制冷系统中的制冷剂量(refrigerantlevel)和/或其它操作。例如，在所示的实施例中，控制器124与组件电连接，特别地，与贮液干燥器装置108的第一传感器112和集液器装置114的第二传感器118连接。控制器124基于第一传感器112测量的温度和压力确定过冷度，基于第二传感器118测量的温度和压力确定过热度，和/或至少部分地基于所确定的过冷度或所确定的过热度确定制冷剂充注量。在一些情况下，控制器124安放在贮液干燥器110或集液器116上、或者与贮液干燥器110或集液器116集成。

如本文所使用的，“过冷”是指这样的状态：液态制冷剂的温度低于防止液态制冷剂变为气相所需的饱和温度，或者液体在低于其正常饱和温度的温度下存在。如本文所使用的，“过冷度”是指在给定条件下(例如，在特定压力下)过冷的量，并且在一些情况下，它是在给定条件下饱和温度与第一传感器测量的实际液态制冷剂温度的差。在一些实施例中，通过使用压力—温度(pt)图或表将第一传感器测量的压力转换为温度，然后将第一传感器测量的温度减去转换得到的温度来确定过冷度。在一些实施例中，根据第一传感器测量的温度和压力使用查找表来确定过冷度。在一些情况下，查找表存储在与控制器相关联的存储器中。

如本文所使用的，“过热”是指这样的状态：蒸气制冷剂的温度高于特定压力下的饱和温度，或在压力下将液体加热至高于其沸点而不汽化。如本文所使用的，“过热度”是指在给定条件下过热的量，并且在一些情况下，它是在给定条件下的饱和温度与第二传感器测量的实际蒸气制冷剂温度之间的差。在一些实施例中，通过使用pt图或表将第二传感器测量的压力转换为温度，然后将第二传感器测量的温度减去转换得到的温度来确定过热度。在一些实施例中，根据第二传感器测量的温度和压力使用查找表来确定过热度。在一些情况下，查找表存储在与控制器相关联的存储器中。

如本文所使用的，“制冷剂充注量”是指制冷系统含有的制冷剂的量，“预定制冷剂充注量”是指用于制冷系统有效且安全地运行的制冷剂的预定量。在大多数情况下，该预定制冷剂充注量取决于制冷系统的设计和配置，并且可以在使用制冷系统之前确定。在制冷系统的运行期间保持制冷剂处于或高于预定制冷剂充注量，对于制冷系统有效且安全地运行是至关重要的。

在一些实施例中，制冷系统还包括电子阀126，以在制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量时，将制冷剂从制冷剂储液器128中注入制冷系统。在一些实施例中，电子阀的控制由控制器控制。因此，制冷系统可以继续正常地工作一段额外的时间，从而使操作者能安排维护预约或采取其他适当的措施。电子阀126可以与组件集成，例如安装在贮液干燥器110处或集液器116处，或者流体地连接到制冷剂回路之与贮液干燥器装置108或集液器装置114不同的位置。作为示例，图1示出了安装在贮液干燥器110处的电子阀126。

电子阀126被选择性地操作，以允许制冷剂从制冷剂储液器128流向制冷剂回路。电子阀126的操作可以是自动的或手动的。例如，在一些情况下，控制器124与电子阀126电连接，并且当制冷剂充注量低(例如低于预定制冷剂充注量)时，控制电子阀126选择性地打开，或者当制冷剂充注量正常(例如，高于预定制冷剂充注量)时，控制电子阀126选择性地关闭。在电子阀安装在贮液干燥器处的实施例中，当电子阀打开时，制冷剂由制冷剂储液器与贮液干燥器之间的压力差驱动，从制冷剂储液器流动到制冷剂回路。在电子阀安装在集液器处的实施例中，当电子阀打开时，制冷剂由制冷剂储液器与集液器之间的压力差驱动，从制冷剂储液器流动到制冷剂回路。在电子阀直接连接制冷剂回路的实施例中，当电子阀打开时，制冷剂由制冷剂储液器与制冷剂回路之流体连接电子阀的位置之间的压力差驱动，从制冷剂储液器流动到制冷剂回路。因此，制冷系统中的制冷剂充注量保持在预定制冷剂充注量以上，使制冷系统能安全和有效地运行，并使操作者或其他人能有时间计划维护预约或采取其他适当措施。

在一些实施例中，控制器124执行附加的或可选的功能。例如，在一个实施例中，控制器124被配置为基于随时间变化的过冷度、随时间变化的过热度、制冷剂充注量和/或其他因素例如使用制冷系统的场所(例如，车辆)的内部和外部的温度和湿度，预测制冷剂将持续的时间。过冷和过热度取决于环境条件和制冷系统的热负荷，并且对于包括环境条件和制冷系统上的热负荷的每组给定条件过冷和过热度是唯一的。通过监测随时间变化的过冷度和/或过热，系统能够预测制冷剂泄漏速率严重程度(如果有的话)以及系统在需要服务之前可以运行的时间。

在另一个实施例中，控制器124被配置为预测制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量的故障是否可能发生。通常，制冷系统具有初始充注量，并且了解制冷系统如何运行，然后能判断随着时间的变化，充注量是否低。在一些情况下，控制器使用所获取的过热度和过冷以及功率和环境条件来确定制冷系统是否正确地运转。然后，基于随时间变化的“了解到的”正常运行，控制器确定制冷剂充注量是否低，例如低于预定制冷剂充注量。在一些情况下，控制器研究制冷剂充注量随时间变化的趋势，并推断制冷剂充注量以预测制冷剂将持续的时间，和/或制冷剂充注量何时可能低于预定制冷剂量。

在再一个实施例中，控制器124被配置为计算压缩机102的压缩比。如果所计算的压缩比超过给定条件下的特定压缩比，则控制器124确定制冷剂回路中发生堵塞。然后，控制器124分析过冷度、过热度和/或其它因素以确定堵塞的位置。例如，异常偏低的过冷度(sub-coolinglevel)表示堵塞在冷凝器104，异常偏高的过冷度(super-cooling)表示堵塞在蒸发器106。

在又一实施例中，控制器124与压缩机102电连接。控制器124被配置为对压缩机102的离合器周期进行计数，并基于离合器周期、离合器温度、电流和/或其它因素预测压缩机102的离合器寿命。

在一些实施例中，控制器124与包括但不限于显示器、接收器、智能电话或计算机的电子设备136电耦合或无线耦合。电子设备136可以位于与制冷系统相同的位置。例如，制冷系统安装在车辆中，且电子设备136是该车辆的仪表板上的显示器。电子设备136还可以离制冷系统很远。例如，制冷系统安装在车辆中，而电子设备136是与车辆不直接相关联的设备，例如个人智能手机或经销商处的计算机。

控制器124向电子设备136输出一个或多个信号。信号可以是音频的(例如哔哔声)，或视觉的(例如在屏幕上显示的文本或图形)。信号包括但不限于数据(例如，过冷度、过热度和制冷剂充注量)、警告信号(例如，制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量)、维护请求等等。

在一些情况下，如果发生以下情况中的一种或多种，则控制器124输出警告信号：当发生以下一种或多种情况时：过冷度超出预定的过冷范围、过热度超出预定过热范围、制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量、压缩比高于给定条件下的特定量、发生堵塞、或制冷系统的冷却效率低于预定冷却效率。在一些情况下，如果发生以下情况中的一种或多种，则控制器124输出警告信号：所确定的过冷度超出预定过冷范围达第一预定时长，所确定的过热度超出预定过热范围达第二预定时长，制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量达第三预定时长。应当注意的是，预定过冷范围、预定过热范围、预定制冷剂充注量、压缩度的特定量和其它参数取决于制冷系统的配置和设计，并且可以在使用制冷系统之前确定。

在一些实施例中，制冷系统包括一个或多个附加的或可选的部件，例如鼓风机、计量装置、流量控制阀等等。作为说明，图1示出了包括有第一鼓风机130的制冷系统，该第一鼓风机130与控制器124电连接，并置于靠近冷凝器104处。第一鼓风机130被配置为将外界空气或来自发动机的进气口的空气吹过冷凝器104。冷凝器104上的气流量影响制冷剂回路的高压侧的制冷剂的温度和压力，由此影响制冷系统的效率。因此，在一些情况下，为了提高制冷系统的效率，控制器124至少部分地基于第一传感器112测量的温度、第一传感器112测量的压力、第二传感器118测量的温度和/或第二传感器118测量的压力控制第一鼓风机130的速度。

图1所示的制冷系统还包括计量装置132。该计量装置132设置在蒸发器106的上游，并被配置为控制制冷剂进入蒸发器106的流量。在一些情况下，计量装置132是热膨胀阀或毛细管。在一些情况下，制冷系统还包括流量控制阀134。该流量控制阀134设置在压缩机102的上游，并被配置为选择性地限制或允许制冷剂流向压缩机102。

图2a-2c示出了本发明一些实施例的制冷系统的示例性贮液干燥器装置。图2a、2b和2c是本发明的一些实施例的制冷系统的贮液干燥器装置的侧视图、后视图和俯视图。作为说明，图2a、2b和2c示出了具有贮液干燥器110的贮液干燥器装置108、安装在贮液干燥器顶部上的第一传感器112、安装在贮液干燥器侧壁上的控制器124和安装在贮液干燥器的底部或底部部分处的制冷剂储液器128。在所示实施例中，制冷剂储液器128的横截面类似于贮液干燥器的横截面(例如，圆形)，这样贮液干燥器的底部或底部部分可以放置在制冷剂储液器上或由制冷剂储液器收容，使得贮液干燥器与制冷剂储液器的集成更容易和稳健。

在一些实施例中，贮液干燥器装置108包括贮液干燥器110和第一传感器112和安装在贮液干燥器110处的控制器124。在一些实施例中，贮液干燥器装置108包括贮液干燥器110和将安装在贮液干燥器110处的控制器124。在一些实施例中，贮液干燥器装置108包括贮液干燥器110和安装在接收器干燥器110处或安放在贮液干燥器110上的第一传感器112、控制器124和制冷剂储液器128。在一些实施例中，电子阀126安装在内部，以当系统中的制冷剂量低时，将制冷剂从制冷剂储液器128注入到贮液干燥器110。

在一些实施例中，控制器124包括控制板202，例如屏幕、键盘或用户接口。控制板可以用于显示数据(例如，过冷度、过热度和制冷剂充注量)，用于通信(例如，发送警告信号、维护请求)，用于设置操作标准(例如，预定制冷剂充注量)等等。

类似地，集液器装置114可以被配置为包括集液器116和以下各项中的一个或多个：第二传感器118、控制器124、电子阀126和制冷剂储液器128。应当注意的是，在具有贮液干燥器装置108和集液器装置114的实施例中，不需要在贮液干燥器110和集液器116处分别安装控制器124。同样地，不需要在贮液干燥器110和集液器116处分别安装电子阀126或制冷剂储液器128。

图1中示出的本发明制冷系统是示例性和非排他性的，并且可以改变或修改。例如，图3a示出了制冷系统的替代配置，其中，电子阀126安装在集液器116处，而不是如图1所示的贮液干燥器110处。在这样的实施例中，当制冷系统中的制冷剂充注量低时，制冷剂从制冷剂储液器128通过电子阀126流到集液器116。图3b示出了制冷系统的另一替代配置，其中，电子阀126流体地连接到蒸发器106与压缩机102之间的制冷剂回路。在这样的实施例中，当制冷系统中的制冷剂充注量低时，制冷剂从制冷剂储液器128通过电子阀126流动到制冷剂管线122-4处的制冷剂回路。图3c示出了制冷系统的再一替代配置。该制冷系统不包括用于将制冷剂注入制冷系统的电子阀126。在这样的实施例中，当制冷系统中的制冷剂充注量低时，制冷系统输出信号以通知操作者或其他人。然后操作者或其他人可以人工补充制冷剂、安排维护预约或采取其他适当的措施。

现在转到图4a。图4a描绘了本发明的一些实施例的用于控制制冷系统的第一方法。出于说明的目的，该第一方法在这样一种制冷系统的背景下描述。该制冷系统包括用于测量制冷剂在通过冷凝器104之后的温度和压力的第一传感器112、用于测量制冷剂通过蒸发器106之后的温度和压力的第二传感器118、以及与制冷系统的制冷剂回路和制冷剂储液器128流体地连接的电子阀126。在一些实施例中，该制冷系统包括设置在压缩机102下游的冷凝器104、设置在冷凝器104下游的贮液干燥器110、设置在贮液干燥器110下游的蒸发器106、设置在蒸发器106下游的集液器116、以及将压缩机102、冷凝器104、贮液干燥器110、蒸发器106和集液器116流体地串联连接以形成制冷剂回路来循环制冷剂的制冷剂管线。

在一些实施例中，第一方法受存储在控制器例如图1-3c所示的控制器中并由该控制器执行的指令控制。在一些实施例中，该第一方法受存储在除图1-3c所示的控制器以外的电子设备中并由该电子设备执行的指令控制。

在一些实施例中，第一方法包括：基于第一传感器112测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过冷度，以及基于第二传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过热度(s408)；至少部分地基于该制冷剂过冷度和该制冷剂过热度计算制冷剂充注量(s410)；确定制冷剂充注量是否低于预定制冷剂充注量(s412)；以及如果确定制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量，则选择性地控制电子阀，以允许制冷剂从制冷剂储液器流向制冷系统的制冷剂回路，从而将制冷剂充注量提高到预定制冷剂充注量以上(s414)。

在一些实施例中，根据第一传感器测量的温度和压力使用查找表确定过冷度。根据第二传感器测量的温度和压力使用查找表确定过热度。用于确定过冷度和过热度的查找表可以是单独的表或组合成一个表。在一些情况下，查找表(一个或多个)存储在与控制器相关联的存储器中。

在一些实施例中，在获得制冷剂过冷和/或过热度(s408)之前，第一方法还包括以下操作中的一个或多个：在贮液干燥器处安装第一传感器，以测量制冷剂在已经通过冷凝器之后的温度和压力(s402)；在储液器处安装第二传感器，以测量制冷剂在已经通过蒸发器之后的温度和压力(s404)；以及在制冷剂回路中安装电子阀，其中该电子阀与制冷剂储液器流体地连接(s406)。

应当注意的是，图4a所示的步骤不需要以特定的顺序固定。例如，在贮液干燥器处安装第一传感器(s402)可以在在集液器处安装第二传感器(s404)之后，且在在制冷剂回路中安装电子阀(s406)之前，或者在第二传感器和电子阀都安装后再执行。

此外，应当注意的是，图4a所示的步骤是附加的或可选的步骤。例如，在制冷系统与现有a/c系统集成或者从现有系统中修改而来的一些情况下，其中现有系统中，温度传感器已经安装在制冷剂回路的低压侧和/或高压侧内，在贮液干燥器处安装第一传感器(s402)或在储液器处安装第二传感器(s404)或两者是不必要的。

此外，图4a所示的方法可以包括其他替代的、附加的或可选的步骤。作为示例，图4b和图4c示出了一些示例性替代的、附加的或可选的步骤。例如，在一些实施例中，计算制冷剂充注量(s410)之后，第一方法包括以下步骤中的一个或多个：基于以下情况中的一个或多个预测是否以及何时可能发生制冷剂充注量低于预定制冷剂量的故障：所确定的制冷剂充注量随时间变化的趋势、外部温度、内部温度和湿度(s416)；以及基于随时间变化的过冷度、随时间变化的过热度、制冷剂充注量和/或其他因素例如使用制冷系统的场所(例如，车辆)的内部和外部的温度和湿度，预测制冷剂将持续的时间(s418)。

通常，制冷系统具有初始充注量。控制器了解制冷系统如何运行并确定充注量随时间的变化是否变低。在一些情况下，控制器使用所获取的过热度和过冷以及功率和环境条件来确定制冷系统是否正确地运行。然后，基于随时间变化的“了解的”正常运行，控制器确定制冷剂充注量是否低，例如低于预定制冷剂充注量。在一些情况下，控制器研究制冷剂充注量随时间变化的趋势，并推断制冷剂充注量以预测制冷剂将持续的时间和/或制冷剂充注量何时可能低于预定制冷剂量。

在一些实施例中，第一方法包括以下附加步骤中的一个或多个：计算压缩机102的压缩比，并且将压缩机102的压缩比与给定条件下的特定压缩比进行比较(s420)；如果所计算的压缩机102的压缩比超过特定压缩比，则确定制冷剂回路中发生堵塞(s422)；如果已经发生堵塞，则基于过冷度和过热度确定堵塞的位置(s424)；以及如果确定已经发生阻塞，则输出信号以请求维护(s426)。

在一些实施例中，压缩比是压缩机的绝对排放压力与压缩机的绝对吸入压力的比值，即，压缩机的绝对排放压力除以压缩机的绝对吸入压力的值。如果确定制冷剂回路中发生堵塞，则异常的过冷度表示堵塞在冷凝器，异常的欠冷表示堵塞在蒸发器。

在一些实施例中，第一方法包括以下附加步骤中的一个或多个：对制冷系统的压缩机的离合器周期进行计数(s428)；以及基于以下各项中的一个或多个预测压缩机的离合器寿命：离合器周期、离合器温度和电流(s430)。

在一些实施例中，第一方法包括以下附加步骤中的一个或多个：确定以下情况中的一个或多个：制冷剂过冷度是否超出预定制冷剂过冷范围、以及制冷剂过热度是否超出预定制冷剂过热范围(s432)；以及如果发生以下情况中的一个或多个，则输出警告信号：所确定的过冷度超出预定过冷范围、所确定的过热度超过预定过热范围、所确定的制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量(s434)。可选地，在一些实施例中，第一方法包括以下附加步骤中的一个或多个：确定以下情况中的一个或多个：制冷剂过冷度是否超出预定制冷剂过冷却范围、制冷剂过热度是否超出预定的制冷剂过热范围、以及所确定的制冷剂充注量是否低于预定制冷剂充注量达第三预定时间段(s436)；以及如果发生以下情况中的一个或多个，则输出报警信号：制冷剂过冷度超出预定制冷剂过冷范围达第一预定时长、制冷剂过热度超出预定制冷剂过热范围达第二预定时长、以及所确定的制冷剂充注量低于预定制冷剂充注量达第三预定时长(s438)。

应当注意的是，第一方法可以包括任何数量的可替代的、附加的或可选的步骤，例如图4b和图4c所示的步骤，以任何组合和以任何适当的顺序。

现在参考图5，图5图示出了本发明的一些实施例的用于控制制冷系统的第二方法。为了说明的目的，在这样一种制冷系统的背景下描述该第二方法，该制冷系统包括设置在压缩机下游的冷凝器、设置在冷凝器下游的蒸发器、以及将压缩机、冷凝器和蒸发器流体地串联连接以形成制冷剂回路来循环制冷剂的制冷剂管线。

类似于第一方法，在一些实施例中，第二方法受存储在控制器例如图1-3c所示的控制器中并由该控制器执行的指令控制。在一些实施例中，第二方法受存储在除图1-3c所示的控制器以外的电子设备中并由该电子设备执行的指令控制。

在一些实施例中，第二方法包括：在冷凝器与蒸发器之间的制冷剂回路中安装贮液干燥器装置，其中贮液干燥器装置包括贮液干燥器和安装在贮液干燥器处以测量制冷剂在已经通过冷凝器之后的温度和压力的第一传感器(s502)；在蒸发器与压缩机之间的制冷剂回路中安装集液器装置，其中，集液器装置包括集液器和安装在集液器处以测量制冷剂在已经通过蒸发器之后的温度和压力的第二传感器(s504)；基于第一传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过冷度，以及基于第二传感器测量的制冷剂的温度和压力获取制冷剂过热度(s408)；至少部分地基于制冷剂过冷度和制冷剂过热度计算制冷剂充注量(s410)；以及确定以下情况中的一个或多个：制冷剂过冷度是否在预定制冷剂过冷范围内、制冷剂过热度是否在预定制冷剂过热范围内、制冷剂充注量是否低于预定制冷剂充注量(s506)。

类似于第一种方法，图5所示的步骤不需要以特定的顺序固定。例如，安装贮液干燥器装置(s502)可以在安装集液器装置(s504)之后进行。

此外，类似于第一种方法，图5所示的步骤是附加的或可选的步骤。例如，在制冷剂系统使用吸入管中内置有集液器的电动压缩机的一些情况下，安装集液器装置(s504)是不需要的。在这种情况下，如果需要，传感器可以安装在制冷剂回路的低压侧处。

再者，类似于第一方法，第二方法可以包括可替代的、附加的或可选的步骤，包括图4b和图4c所示的步骤和就第一种方法讨论的步骤。例如，在一些实施例中，第二方法还包括以下步骤中的一个或多个：基于以下情况中的一个或多个，预测是否以及何时可能发生制冷剂充注量低于预定制冷剂量的故障：所确定的制冷剂充注量随时间变化的趋势、外部温度、内部温度和湿度(s416)；基于随时间变化的过冷度、随时间变化的过热度、制冷剂充注量和/或其他因素例如使用制冷系统的场所(例如，车辆)的内部和外部的温度和湿度，预测制冷剂将持续的时间(s418)。在一些实施例中，第二方法还包括以下步骤中的一个或多个：计算压缩机的压缩比，以及将压缩机的压缩比与给定条件下的特定压缩比进行比较(s420)；如果所计算的压缩机的压缩比超过特定压缩比，则确定制冷剂回路中发生堵塞(s422)；如果已经发生堵塞，则基于过冷度和过热度确定堵塞的位置(s424)；以及如果确定已经发生了阻塞，则输出信号以请求维护(s426)。

本发明制冷系统和控制方法在许多方面是有利的。例如，由于传感器安装在贮液干燥器和/或集液器处，本发明提供了更小和更节省空间的系统，该系统需要较少的维护，并使得泄漏测试更容易。此外，利用连接到制冷剂储液器并且集成到贮液干燥器、储液器或制冷剂回路的电子阀，本发明制冷系统可以继续正常地工作一段额外的时间，从而使操作者能安排维护预约以避免昂贵的计划外的维护或采取其他适当的措施。此外，控制器帮助预测是否可能发生故障，并且如果发生故障或可能发生故障，则可以通知操作者、经销商或其他人。

本文所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方式，并不旨在限制权利要求。如在实施方式和所附权利要求的描述中使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式。应当理解的是，尽管术语“第一”、“第二”等在本文中可以用来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不改变描述的含义的情况下，第一传感器可以被称为第二传感器，并且类似地，第二传感器可以被称为第一传感器，只要所有出现的“第一传感器”被一致地重命名，并且所有出现的“第二传感器”被一致地重命名。