用于测量从空调维护单元排出的流体的体积的方法和系统的制作方法

用于测量从空调维护单元排出的流体的体积的方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种空调维护系统，包括限定有储集器腔的储集器，可操作地连接至储集器腔的压力变换器，可操作地连接至储集器腔的排出阀，以及可操作地连接至压力传感器和排出阀的控制器。控制器包括处理器，其配置成：能通过以下方式执行存储于存储器的程序指令以确定从储集器排出的油的体积：利用控制器通过控制排出阀至打开位置预定时间段而确定通过排出阀的液体的体积流率；当排出阀被控制在打开位置时检测增加的压力下降率；以及基于所确定的体积流率、和从控制排出阀至打开位置到检测到增加的压力下降率所经过的总时间，确定通过排出阀排出的液体的量。
【专利说明】用于测量从空调维护单元排出的流体的体积的方法和系统 相关申请的交叉引用 本申请要求号码为US62/091594、名称为"Method and System for Measuring Volume of Fluid Drained from an Air Conditioning Service Unit"、并于2014年 12月 14 日提 交的美国临时申请的优先权，其公开通过参考整体内容合并于此。 技术领域 本公开总体涉及一种制冷系统，更特别地涉及一种用于制冷系统的制冷剂回收系统。 【背景技术】 现在空调系统常见于家庭、办公建筑以及各种车辆、如汽车中。空调系统包括机械压缩 机，其需要油以正常工作。空调系统的常规运行中，部分油搭载于制冷剂中且在空调系统中 循环。从而，为了保持空调系统的整体的能效和功效，需要定期替代或重新充注其中包含的 制冷剂。 便携回收车，也即大家所知的回收机、回收器、加注机(RRR)制冷剂维护车或空调维护 (ACS)单元用于连接至空调系统的维护制冷回路。便携机器包括与被维护的制冷回路相匹 配的软管。在空调系统的维护过程中，来自空调系统的油携带制冷剂被排出至ACS单元中， 其中，油在回收/净化工序中被从制冷剂分离。旧的被分离的油接着被从ACS单元排出通过 电磁阀至瓶中，从而ACS单元技术人员知道需要通过ACS单元应向空调系统加回多少油。向 空调系统加回相同量的新油非常重要，以保证空调系统合适和有效的运行。 以前有多种方法用于测量回收工序中从ACS单元排出的油的量。第一个常用的方法包 括视觉识别。ACS单元的油瓶典型地包括等级刻度以表示瓶中油量。旧油从ACS单元排出至 油瓶中，并且用户通过参考瓶上的等级刻度视觉观察瓶中的油液面从而确定排出的油量。 该方法一般来说成本低，但是需要依靠用户正确的确定排至瓶中的油量，其易受用户偏差 影响。 另一传统方法在油被排入瓶内后采用称重传感器测量油瓶的重量。系统配置成用控制 器确定排出油的重量，通过将瓶和旧油的总重量减去空瓶的重量。该方法比在瓶上读取刻 度更精确，但是称重传感器更贵且更易损坏。结果是，用于油瓶的具有称重传感器的ACS单 元在制造和维护上花费更多。 此外，称重传感器依靠油的重量而非体积。油的密度随着油温显著变化，且密度直接相 关于油的重量和体积的之间的转换。从空调系统排出的油与ACS单元注入空调系统的油可 处在不同的温度下，ACS单元注入空调系统的油的温度典型地处在环境温度。因此，如果ACS 单元注入相应于所除去的油的重量的替代油，而替代油与所除去的油的温度却不相同，则 与除去的油相比，将向空调系统加注不同体积的油。 因此希望提供一种低成本的ACS单元，且其对从空调系统除去的油的体积具有改进的 测量精度。
【发明内容】
在第一实施例中，根据本公开的空调维护系统包括:限定出储集器腔的储集器，可操作 地连接至储集器腔的压力变换器，可操作地连接至储集器腔的排出阀，和可操作地连接至 压力变换器和排出阀的控制器。控制器包括处理器，该处理器配置成能通过以下方式执行 存储于存储器的程序指令以确定从储集器排出的油的体积:利用控制器通过控制排出阀至 打开位置预定时间段而确定通过排出阀的液体的体积流率；当排出阀被控制在打开位置时 检测增加的压力下降率；以及基于所确定的体积流率、和从控制排出阀至打开位置到检测 到增加的压力下降率所经过的总时间，确定通过排出阀排出的液体的量。 在一个实施例中，控制器配置成执行程序指令以确定体积流率，通过:在控制排出阀至 打开位置之前从压力变换器获取与储集器腔内第一压力相关的第一信号;和经过所述预定 时间段后从压力变换器获取与储集器腔内第二压力相关的第二信号。 在空调维护系统的一些实施例中，控制器配置成执行程序指令以根据如下方程确定体 积流率：
其中： Plvap为第一压力，Vi,vap为排出阀被控制至打开位置前储集器腔内蒸气的第一体积， P2,vap为第二压力，并且V2,vap为与第二压力相关的储集器腔内蒸气的第二体积。 在根据本公开的进一步的实施例中，控制器配置成执行程序指令以根据如下方程确定 体积流率：
其中?2是预定时间段，并且Qliq为体积流率。 在空调维护系统的另一个实施例中，控制器被配置成执行程序指令以根据如下方程确 定通过排出阀排出的液体的量： Vl, lip - QliptT 其中…，叫为通过排出阀排出的液体的量，并且tT为从控制排出阀至打开位置到检测到 增加的压力下降率所经过的总时间。 在空调维护系统的一个实施例中，控制器配置成:执行程序指令以在检测到增加的压 力下降率之后，控制排出阀至关闭位置。 根据本公开的另一个实施例中，所述预定时间段小于或等于控制排出阀至打开位置到 检测到增加的压力下降率所经过的总时间。 在进一步的实施例中，空调系统进一步包括:可操作地连接至储集器腔和压力源的第 一阀。控制器可操作地连接至第一阀并配置成:执行程序指令，以在确定体积流率之前控制 第一阀至第一阀打开位置第二预定时间，并在经过第二预定时间后控制第一阀至第一阀关 闭位置。 在另一个实施例中，压力源包括具有被压缩制冷剂蒸气的油分离器。 在一个特定实施例中，储集器腔内的蒸气包括制冷剂，并且从储集器排出的液体包括 油。 根据本公开的另一个实施例中，提供了一种从储集器内限定的储集器腔排出的液体体 积的方法，包括:利用控制器通过控制排出阀至打开位置预定时间段而确定通过可操作地 连接至储集器腔的排出阀的液体的体积流率;利用控制器使用可操作地连接至储集器腔的 压力变换器而检测当排出阀被控制在打开位置时增加的压力下降率；以及利用控制器基于 所确定的体积流率、和从控制排出阀至打开位置到检测到增加的压力下降率所经过的总时 间而确定通过排出阀排出的液体的量。 在该方法的一些实施例中，体积流率的确定进一步包括:在控制排出阀至打开位置之 前，从压力变换器获得与储集器腔内第一压力相关的第一信号;并且经过预定时间段后从 压力变换器获得与储集器腔内第二压力相关的第二信号。 在根据本公开的方法的进一步的实施例中，体积流率的确定基于下列方程：
其中Pi, vap为第一压力，Vi, vap为排出阀被控制在打开位置前储集器腔内蒸气的第一体 积，p2,vaP为第二压力，并且V2,vap为与第二压力相关的储集器腔内蒸气的第二体积。 在一个特定实施例中，体积流率的确定基于以下方程：
其中：?2是预定时间段，并且Qliq为体积流率。 在本方法的另一实施例中，通过排出阀排出液体的量的确定基于以下方程： Vl, lip - QliptT 其中WhUq为通过排出阀排出的液体的量，并且tT为从控制排出阀至打开位置到检测 到增加的压力下降率所经过的总时间。 在一些实施例中，该方法进一步包括:在检测到增加的压力下降率之后，利用控制器控 制排出阀至关闭位置。 在本方法进一步的实施例中，所述预定时间段小于或等于控制排出阀至打开位置到检 测到增加的压力下降率所经过的总时间。 在另一实施例中，该方法进一步包括:在体积流率的确定之前，控制可操作地连接储集 器腔和压力源的第一阀至第一阀打开位置第二预定时间；且在经过第二预定时间后控制第 一阀至第一阀关闭位置。 在本方法的另一实施例中，压力源包括具有被压缩的蒸气制冷剂的油分离器。 在本方法的一个实施例中，储集器腔内的蒸气包括制冷剂，并且储集器排出的液体包 括油。 【附图说明】 图1为根据本公开的制冷剂维护系统的局部正面剖面图。 图2为图1中制冷剂维护系统的示意图。 图3为图2中制冷剂维护系统的控制部件的示意图。 图4为一种运行如图1-3中的制冷剂维护系统的控制器以排出积聚于储集器腔内的油 并测量排出的油的体积的流程图。 图5为图1-3中制冷剂维护系统的储集器的局部剖面图，其中制冷剂维护系统在开始状 态，其在储集器腔底部排出积聚的油之前包含蒸气制冷剂和积聚的油。 图6为已经从储集器腔的底部排出了积聚的一些油的图5中的储集器的局部剖面图。 图7为已经从储集器腔的底部排出了积聚的全部油的图5中的储集器的局部剖面图。 图8为用于确定从图1-3中的制冷剂维护系统的储集器排出的油的容积的方法的流程 图。 图9为排油过程中不同油的储集器压力相对于时间的表。 【具体实施方式】 为了增进在此描述的实施例的原理的理解，现在参考附图和以下书面说明书的描述。 该参考并不是用于限制本主题的范围。本公开还包括对所示实施例的替代和变型，并且包 括对于本文献涉及的领域的技术人员根据所描述的实施例的原理而容易想到的进一步的 应用。 图1示出了一空调维护（"ACS"）系统100,同时图2示意性地地描述了该ACS系统的部件。 ACS系统100包括外壳104,在该外壳104中布置了隔板集管108(图2)、第一集管112(图2)、第 二集管116(图2)、压缩机120(图2)、真空栗124(图2)、ISV组件128以及控制单元132(图1)。 参考图2,隔板集管108具有包括高侧接头140的高侧维护软管136和包括低侧接头148 的低侧维护软管144。高侧和低侧维护软管136、144各自配置成:连接至空调系统的高侧和 低侧维护端口，且维护软管136、144的每一个均连接至各自的软管连接件152(图1中只有一 个可见）。隔板集管108使得形成从高侧维护软管136至高侧隔板软管156以及从低侧维护软 管144至低侧隔板软管160的路径。高侧和低侧隔板软管156、160均将隔板集管108连接至第 一集管112。 第一集管112包括:连接至高侧隔板软管156的高侧入口阀164,和连接至低侧隔板软管 160的低侧入口阀168。入口阀164、168经回收管线176和真空管线180连接至集管连接管 172。回收阀184构造成控制在回收管线176中流通的流体，同时第一和第二真空电磁阀188、 192构造成控制流过真空管线180的流体。真空栗124设置于真空管线180中。集管连接管172 将第一集管112流体耦接至第二集管116。 第二集管116包括制冷剂输入管道196,其将回收输入管线172流体连接至储集器200。 储集器200包括配置用于感测储集器200内的储集器腔208压力的储集器压力传感器204。在 一些实施例中，储集器进一步包括配置用于感测储集器腔208内温度的储集器温度传感器 212。储集器200还包括位于储集器腔208内的换热器216。 储集器200还包括排油出口 220,其连接至排油电磁阀224。排油电磁阀224控制从储集 器200至将油排出至油接收器232的排油管线228的流体连接。 压缩机吸入管道236将制冷剂从储集器腔208输送至过滤器和干燥单元240并且输送至 压缩机吸入软管244,压缩机吸入软管244引导至压缩机120的吸入侧。压缩机排放管248将 制冷剂从压缩机120的高压侧输送至第二集管116中的压缩机排放管道252。压缩机排放管 道252经压缩机油分离器输入电磁阀260流体连接至压缩机油分离器256,且还经压缩机排 放电磁阀268流体连接至蒸气制冷剂返回管道264。 压缩机油分离器256通过回油管道272和压缩机回油软管276流体耦接至压缩机120。压 缩机回油电磁阀280构造成：控制流过回油管道272的流体以选择性地将压缩机油分离器 256的油排出至压缩机120。压缩机油分离器256的蒸气制冷剂被输送经过蒸气制冷剂返回 管道 264至换热器220。制冷剂排放管道284将压缩机换热器216(且将压缩机排放管道272经 油分离器输入电磁阀280)流体地连接至制冷剂排放软管288。 制冷剂排放软管288将制冷剂蒸气从第二集管116输送至ISV组件128,其包括ISV箱 292。从第二集管116回收的制冷剂储存在ISV箱292中用于随后再利用或处置。在一些实施 例中，ISV组件128包括温度传感器296和ISV秤300中的一个或两个，温度传感器296配置用 于感测ISV箱292中的温度或直接围绕ISV箱292的温度，ISV秤300配置用于感测ISV箱292的 重量。 ISV箱292配置成:储存用于ACS单元100的制冷剂。可用于ACS系统100中的制冷剂的种 类不受限制。同样地，ISV箱292配置成：容纳任何需要被收集的制冷剂。在一些实施例中， ISV箱292特别地配置成:容纳通常用于车辆(如汽车、货车、船、飞机等)的A/C系统中的制冷 剂，如R-134a、C0 2、或R1234yf。在一些实施例中，ISV组件128包括配置用于存储不同制冷剂 的多个ISV箱。 图3为控制单元132(此处也表示控制器）以及ACS系统100中与控制单元132通信的部件 的示意图。在控制器132的帮助下，不同部件的运行和控制以及ACS系统100的功能得以实 行。控制单元132通过用于执行程序指令的通用或专门的可编程处理器304而实施。在一些 实施例中，控制器包括多于一个的通用或专门的可编程处理器。实施被编程的功能所需的 指令和数据存储于与控制单元132关联的存储器308中。处理器304、存储器308以及接口电 路使得控制器20配置成实施上述的功能以及即将描述的工序。这些部件可被提供在印刷电 路板上或者被提供为专用集成电路(ASIC)中的电路。每个电路可由一个独立的处理器执行 或多个电路可由相同处理器执行。替代地，电路可由离散部件执行或电路可以设置在VLSI 电路中。同样，此处描述的电路可以由不同处理器、ASIC、离散部件、或者VLSI电路的组合执 行。 ISV温度传感器296和储集器温度传感器212配置成:发送指示各自感测的温度的电子 信号至控制器132。储集器压力变换器204发送指示储集器200内的感测压力的电子信号至 控制器132,且ISV秤300发送指示ISV箱292的感测重量的电子信号至控制器20。控制器132 包括:配置成能确定何时收到每个压力或者温度信号的计时器(未示出）。 控制器132电连接至并构造成:接收ISV温度传感器212、296的温度信号，接收压力变换 器204的压力信号，以及接收ISV秤300的ISV重量信号。这些来自传感器和变换器的信号在 控制器132要求时发送，或者持续发送或者定期地发送，如每秒、5秒、10秒、30秒、1分钟、5分 钟、15分钟、30分钟、1小时等等。 控制器132接收的指示压力、温度和时间的信号存储于控制器132的存储器308中。处理 器304发送信号以基于传感器信号而运行各种电磁阀164、168、184、188、192、224、260、268、 280并控制存储于控制器132的存储器308中的算法。控制器132还可操作地连接至位于外壳 104外部的输入/输出装置312,以使得用户能输入参数以及启动用于控制器132的运行算 法，且控制器132能向ACS单元100的用户显示信息。 特别地参考图2,在ACS单元100的运行中，高侧和低侧接头140、148连接至空调系统的 高侧和低侧连接端口（未示出）。高侧和低侧电磁阀164、168以及回收电磁阀184打开以实现 回收操作，使得空调系统中被压缩制冷剂能流向第二集管116。制冷剂经制冷剂输入管道 196进入储集器200，在此，换热器216中被压缩和被加热的制冷剂的热量使得制冷剂蒸发。 系统油中的少量典型地在空调系统的通常使用中搭载于制冷剂。系统油具有比制冷剂高的 沸点，且因此保持液态并在制冷剂蒸发时在重力下落于储集器腔208的底部。 控制器132控制压缩机油分离器输入电磁阀260且启动压缩机120,以在压缩机吸入软 管244和压缩机吸入管道236中产生负压以将储集器208中蒸发的制冷剂经由过滤器和干燥 单元240引出。过滤器和干燥单元240去除存在于制冷剂中的水分和其他污物。制冷剂继续 通过压缩机吸入管道236和压缩机吸入软管244进入压缩机120。压缩机120对制冷剂加压并 迫使制冷剂通过压缩机排放管248并且进入压缩机排放管道252。流过压缩机120的过程中， 制冷剂的温度明显上升，从而在压缩机排放管道252中的制冷剂比进入系统的制冷剂热。 被加热和加压的制冷剂流过打开的压缩机油分离器输入阀260,且进入压缩机油分离 器256。压缩机油分离器256的联合过滤器(未示出）在流经压缩机120过程中将制冷剂与搭 载于制冷剂中的任何压缩机油分离。制冷剂蒸气通过蒸气制冷剂返回管道264进入换热器 216。换热器216中的制冷剂蒸气传热至储集器腔208中的制冷剂和油，以帮助进入储集器 200的制冷剂的蒸发。离开换热器216的蒸气制冷剂接着进入排放管道284且经制冷剂排放 软管288离开第二集管116并存储于ISV箱292中。 从空调系统除去的制冷剂包括在空调的正常运行中搭载于制冷剂中的油。所希望的是 在回收工序中更换掉从空调系统中去除的油从而空调系统能持续最佳运行。ACS单元100构 造成:排出从储集器200的腔208中储存的制冷剂去除的油，同时随着时间（over time)测量 腔208中蒸气制冷剂的压力的变化。如接下来所详细解释地，然后压力测量结果用于确定所 排出的油的体积，从而在完成回收操作后能将合适质量的油加回至空调系统中。 图4示出了一种操作控制器132以排出储集器腔208中聚集的油的特别的方法360,其中 收集压力检测用于计算排出的油的体积，图5-7示出储集器200在方法360中的不同的点。根 据方法360,储集器腔208内产生水头压力（head pressure)，以帮助迫使油通过排油出口 220排出。当油被排出时，储集器腔208内随着时间的压力被测量和存储。 在框362中，储集器腔208中产生水头压力，以帮助迫使油被排出储集器腔208。控制器 132执行存储的程序指令以停用压缩机120,关闭油分离器输入电磁阀260,并打开压缩机回 油电磁阀280。随着压缩机回油电磁阀280打开，储集器腔208经压缩机吸入管道236、压缩机 吸入软管244、压缩机120、压缩机回油软管276以及压缩机回油管道284流体连通至压缩机 油分离器256。由于预先经过了压缩机120,因此留在压缩机油分离器256和压缩机排放管道 252中的制冷剂具有高于储集器腔208的压力。结果是制冷剂从压缩机油分离器256和压缩 机排放管道252流入储集器腔208，增加了储集器腔208内的压力。 在框364中，储集器压力变换器204感测储集器腔208内的压力，且发送指示该压力的信 号至控制器132。在所示的实施例中，压力变换器204持续感测压力且发送压力读数至控制 器132。在其他实施例中，压力按照任意所需要的间隔感测。一旦储集器腔208的压力达到预 定阈值，在框366中控制器132就操作压缩机回油电磁阀280关闭，从而没有更多的蒸气制冷 剂进入储集器腔208。在一个实施例中，预定阈值为1.1巴，然而在其他实施例中可使用另一 合适的压力以促进油从储集器腔208排出。 在框368中，控制器132操作排油电磁阀224打开，以允许油312(图5-7)从储集器腔208 排出并进入排油接收器232中。随着排油电磁阀224打开，储集器腔208内蒸气制冷剂316在 框362-366中产生的增加的压力现在促使油通过排油出口 220从储集器腔208排出。在其他 实施例中，系统油仅靠重力从储集器腔208排出，而没有任何施加的额外压力。 框368中，当排油电磁阀224打开时，控制器132也操作计时器(框370)，且持续地或者定 期地监测储集器压力变换器204(框372)产生的压力信号。来自压力变换器204的压力值和 相应于每个测量的压力值的、来自计时器的时间值被存储于存储器，如关联于控制器132的 存储器308(框374)。 在框376,在检测到储集器腔208内的压力突然下降时(其表示系统油已经完全从储集 器腔208排出），控制器132操作排油电磁阀224关闭。压力的突然下降表示系统油被排出且 蒸气制冷剂开始排出排油出口 220,导致检测到储集器腔208的压力的突然下降。如图5-6所 示，储集器腔208内的油312充当屏障，以阻止蒸气制冷剂316从储集器208底部的排油出口 220漏出。排油时，储集器腔208的压力以相对较慢的第一速率下降。油312完全排出后，如图 7所示，蒸气制冷剂316可从排油出口 220漏出，导致储集器腔208的压力以能检测到的较高 的第二速率突然下降。控制器132配置成:能检测压力的突然下降，并关闭排油电磁阀224。 油排出后且压力和时间数据按照图4的方法360存储后，控制器132用压力和时间数据 计算所排出的油的体积。图8示出了一种计算排油体积Vi, oil的特定方法380。 根据方法380,基于腔内蒸气制冷剂的设想的初始体积、储集器内制冷剂初始压力以及 经过一定时间后测量的储集器的第二压力用理想气体定律计算在排油期间储集器腔中蒸 气制冷剂的体积变化。由于当油被排出储集器腔208时蒸气制冷剂316占据了之前被油312 占据的体积，因此蒸气制冷剂316的体积变化的大小等于被排出储集器腔208的油312的体 积变化的大小。油312的体积变化和第二压力测量的时间被用于计算油312离开储集器腔 208的体积流率。总排油时间被确定，然后总排油体积利用油的体积流率和总排油时间来计 算。 参考图8,在框382中，用理想气体定律计算蒸气制冷剂的体积变化。包括蒸 气制冷剂的储集器腔208内的理想气体定律为： Pi, vapVl, vap - P2, vapV2, vap 其中Pl vap为储集器腔208内蒸气制冷剂316的初始压力;Vl vap为储集器腔208内蒸气制 冷剂316的初始体积;P2,vap为经过一预定时间段t2后储集器腔208内蒸气制冷剂316的压力； 且V 2, vap为经过时间t2后储集器腔208内蒸气制冷剂316的体积。 在初始状态，储集器腔208内的制冷剂蒸气具有在图4的方法360的框362、364和366中 产生的初始的、预定的压力Phvap。由于实际的和预计的初始体积之间的任何误差是微不足 道或者可以忽略的，因此可设想蒸气压力的初始体积Vi, vap，而对计算的结果没有明显影响。 在一个实施例中，初始体积Vl,vapS想为储集器腔208的体积减去等于储集器腔208内油312 的设想量的预选定量。在一个实施例中，油312的设想量为从典型的空调系统回收的制冷剂 中分离的油的已知平均量，而在其他实施例中，油的设想量基于另一油量。在一些实施例 中，不同应用场合的油的设想量存储于存储器308中，以供控制器132使用。 压力P2,vap为当排油电磁阀224受控打开了预定时间段后在某个时间t2由压力变换器 204测量的制冷剂蒸气的压力值，该压力值由控制器132从关联于控制器132的存储器308取 回。 所以？1,_，￥1,_，？2,_是已知的。求解未知的￥2,_为：
在已知经过预定时间t2后蒸气制冷剂的体积V2, ref的情况下，则如上讨论的蒸气制冷剂 316的体积变化等于液态油312的体积变化，可计算为：
继续参考图8,在框384处，可根据随时间测量的油的体积变化来计算液态油的体积流 率 Qliq:
在框386,确定排油所需的总时间tT。所花费的排油的总时间tT为从图4的方法360中的 框370中当电磁阀224被控制至打开位置以开始排油、计时器第一次启动开始，到框376中检 测到储集器腔208的压力突然下降而显示所有油已被排出的前一时刻。
[0070]在框390中，液态油离开储集器腔208的体积流率Qiiq乘以总排油时间tT以确定排 出液态油的总体积Vi, liq: Vl, liq - QliqtT 应当注意，在时间t2测量的压力P2,vap可在排油过程中的任意希望的时间取得。在一个 实施例中，使用开始排油5秒后的压力。在另一实施例中，使用总排油时间的一半、或四分之 一、或八分之一、或四分之三时的压力数据。在另一实施例中，在快要检测到压力增加之前、 油快要完全被排出之前的压力读数被使用。也可在排油过程中的任意时间计算得到体积流 率。在一些实施例中，对于所记录的相应的压力和时间测量结果，获得多于一个的体积流率 的测量结果，以便将其平均以获得最终的体积流率。 图5-7示出了一个特定的例子。图5示出了初始状态的储集器200,其中油312积聚在储 集器腔208的底部，且加压的蒸气制冷剂316处于预定的压力下（图4示出的方法360中的框 362、364和366)。在示出的实施例中，蒸气制冷剂316具有初始压力Pi, vap = 1.1巴。在示出的 特定的实施例中，蒸气制冷剂的初始体积Vlvap设想为900mL，也即，例如为储集器腔208的体 积减去从所维护的特定空调系统所排出的油的平均体积。图6显示了电磁阀224(图2)打开5 秒后的储集器200。变换器204(图2)测量的压力为1.05巴。在该示出的实施例中，控制器132 (图3)配置成：在5秒后计算蒸气制冷剂的体积V 2, vap和液态油的流率Qi iq，得出V2, vap = 942 · 85mL 以及 Qiiq = 8 · 57mL/s。 图7表示了所有的油312(图7-8)被排出后的储集器200。控制器132检测到压力突然下 降，指示蒸气制冷剂316已通过排油出口 220从储集器腔208漏出。如实施例所示，控制器132 确定压力突然下降的瞬时之前的计时器读数为30秒，表示用于排油的总时间t T为30秒。接 着控制器计算排出液态油的体积为： Vi,iiq=QiiqtT = 8 · 57*30 = 255mL 油 应当注意，在不同的实施例中，图4中的方法360、图8中的方法380的一些上述的步骤被 省略或与所示的顺序不同。此外，在一些实施例中，方法中的某些步骤是同时执行的。 在控制器根据图8的方法380确定排油的体积之后，控制器可向输入/输出单元30输出 该体积，从而技术人员知道必须通过ACS单元100向空调系统加入多少新油。在一个实施例 中，ACS系统自动地注入新油的体积等于控制器根据已经排出油所确定的量。国际公开WO 2015/164725中公开了一个这样的系统，其全部内容通过引用合并于此。 图9示出了在排油过程中对于多种油而言储集器压力相对于时间的图。该图显示了：当 阀打开且油从腔内排出时，储集器腔内的蒸气压力随着时间线性下降。 基于排油体积而确定注回空调系统内的油量的方法相比于以前的方法具有很多优点。 例如，以前的方法中需要ACS单元的用户参考瓶上的等级刻度通过视觉观察排出至排油瓶 内的旧油的油液面，人工确定必须添加的油量，本方法消除了以前的方法中引起的人工偏 差。进一步地，在ACS单元中采用该方法使得省去了ACS单元中当油积聚在排油瓶中时对其 称重的称重传感器。称重传感器显著增加了制造该单元的成本，且比本公开的实施例中使 用的压力变换器贵得多。 进一步地，如所提到的，以前的系统依靠除去的油的重量而保证添加回相同重量的油， 但不能补偿温度差，从而导致不同体积的油被加回系统。本公开的方法直接确定体积而不 是重量，因而不需要将油的重量转换为体积。从而，本公开的系统和方法提高了在确定连接 至ACS单元的空调系统除去的油方面的准确性，因而使得空调系统能够恢复到合适的油量， 改进了空调系统的运行。 应当理解，上述的变型和其他特征或功能或他们的替代，可按要求结合至许多其他不 同的系统、应用场合或方法中。本领域技术人员所作出的现在无法预见和预料的不同的更 换、修改、变形和改进也落入本发明的保护范围。 根据本公开的一方面，提供了一种确定从储集器内所限定的储集器腔排出的液体体积 的方法，包括:利用控制器通过控制排出阀至打开位置预定时间段而确定通过可操作地连 接至储集器腔的排出阀的液体的体积流率;利用控制器使用可操作地连接至储集器腔的压 力变换器而检测当排出阀被控制在打开位置时增加的压力下降率；以及利用控制器基于所 确定的体积流率、和从控制排出阀至打开位置到检测到增加的压力下降率所经过的总时间 而确定通过排出阀排出的液体的量。 在一个优选实施例中，体积流率的确定还包括:在控制排出阀至打开位置之前，从压力 变换器获得与储集器腔内第一压力相关的第一信号；以及经过所述预定时间段后从压力传 感器获得与储集器腔内第二压力相关的第二信号。 在一个优选实施例中，体积流率的确定基于以下方程：
其中： Pl,vap为第一压力， Vi,vap为排出阀被控制至打开位置前储集器腔内蒸气的第一体积， P2,vap为第二压力，以及 V2,vap为相应于第二压力的储集器腔内蒸气的第二体积。 在一个优选实施例中，体积流率的确定基于以下方程：
其中： t2是预定时间段，以及 Qliq为体积流率。 在一个优选实施例中，确定通过排出阀排出的液体的量基于以下方程： Vl, liq - QliqtT 其中： Vl, 1 iq为通过排出阀排出的液体的量，以及 tT从控制排出阀至打开位置到检测到增加的压力下降率所经过的总时间。 在一个优选实施例中，该方法还包括:在检测到增加的压力下降率之后，利用控制器控 制排出阀至关闭位置。 在一个优选实施例中，所述预定时间段小于或等于控制排出阀至打开位置到检测到增 加的压力下降率所经过的总时间。 在一个优选实施例中，该方法还包括:在体积流率的确定之前，控制可操作地连接至储 集器腔和压力源的第一阀至第一阀打开位置第二预定时间;且在经过第二预定时间后控制 第一阀至第一阀关闭位置。 在一个优选实施例中，压力源包括具有被压缩蒸气制冷剂的油分离器。 在一个优选实施例中，储集器腔内的蒸气包括制冷剂，并且储集器排出的液体包括油。
【主权项】
1. 一种空调维护系统，包括： 限定出储集器腔的储集器； 可操作地连接至储集器腔的压力变换器； 可操作地连接至储集器腔的排出阀；和 可操作地连接至压力变换器和排出阀的控制器，控制器包括处理器，处理器配置成能 通过W下方式执行存储于存储器的程序指令W确定从储集器排出的液体的体积： 利用控制器通过控制排出阀至打开位置预定时间段而确定通过排出阀的液体的体积 流率； 当排出阀被控制在打开位置时检测增加的压力下降率；W及 基于所确定的体积流率、和从控制排出阀至打开位置到检测到增加的压力下降率所经 过的总时间，确定通过排出阀排出的液体的量。2. 根据权利要求1所述的系统，其中，控制器配置成：能通过W下方式执行程序指令W 确定体积流率： 在控制排出阀至打开位置之前从压力变换器获取与储集器腔内第一压力相关的第一 信号;并且 经过所述预定时间段后从压力变换器获取与储集器腔内第二压力相关的第二信号。3. 根据权利要求2所述的系统，其中，控制器配置成：能执行程序指令W根据如下方程 确定体积流率：其中： Pl.vap为束压力， Vl.vap为排出阀被控制至打开位置前储集器腔内蒸气的第一体积， P2,vap为第二压力，并且 V2,vap为与第二压力相关的储集器腔内蒸气的第二体积。4. 根据权利要求3所述的系统，其中，控制器配置成：能执行程序指令W根据如下方程 确定体积流率：其中： t2是预定时间段，W及 Qliq为体积流率。5. 根据权利要求4所述的系统，其中，控制器被配置成：能执行程序指令W根据如下方 程确定通过排出阀排出的液体的量： Vl, liq二 QliqtT 其中： Vl, liq为通过排出阀排出的液体的量，W及 tT为从控制排出阀至打开位置到检测到增加的压力下降率所经过的总时间。6. 根据权利要求1所述的系统，其中，控制器配置成：能执行程序指令W在检测到增加 的压力下降率之后，控制排出阀至关闭位置。7. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定时间段小于或等于控制排出阀至打开位 置到检测到增加的压力下降率所经过的总时间。8. 根据权利要求1所述的系统，还包括： 可操作地连接至储集器腔和压力源的第一阀； 其中，控制器可操作地连接至第一阀并配置成:执行程序指令，W在确定体积流率之前 控制第一阀至第一阀打开位置第二预定时间，并在经过第二预定时间后控制第一阀至第一 阀关闭位置。9. 根据权利要求8所述的系统，其中，压力源包括填充有被压缩的蒸气制冷剂的油分离 器。10. 根据权利要求1所述的系统，其中，储集器腔内的蒸气包括制冷剂，从储集器排出的 液体包括油。
【文档编号】G01F22/02GK106092248SQ201511036213
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年12月14日
【发明人】D·M·伦德贝里, M·W·麦克马斯特斯
【申请人】博世汽车服务解决方案公司, 罗伯特·博世有限公司