專利名稱：用于將制冷劑填充到制冷系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將制冷劑填充到制冷系統(tǒng)中的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
諸如在例如轎車、公交車或卡車等車輛中的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(A/C系統(tǒng))的制冷系統(tǒng)包含在制冷系統(tǒng)生產(chǎn)過程中被添加的制冷劑。當(dāng)制冷系統(tǒng)被維護并且修理時，需要從系統(tǒng)中抽取出制冷劑，并且之后將制冷劑重新填充到系統(tǒng)中。用于將制冷劑填充到制冷系統(tǒng)的系統(tǒng)通常包括填裝接頭和填裝閥，用于將流體制冷劑填裝到制冷系統(tǒng)中。理想的是，填裝閥位于填裝接頭中，使得連接內(nèi)部制冷劑罐和填裝接頭的管道將被填充液體制冷劑，并且填裝閥和填裝端口之間的“無效體積”將非常小。 被填充液體的管道將確保尚開填裝閥的制冷劑的量與尚開填充系統(tǒng)的罐的量相同，它們可以利用重量計以高精度進行測量。使得“無效體積”非常小將造成實際填裝量的變化非常小，并且在系統(tǒng)被填充制冷劑時能夠獲得高精度。然而，在現(xiàn)有技術(shù)已知的填充系統(tǒng)中，填裝閥通常位于機器內(nèi)，這造成填裝軟管和填裝閥之間若干米的距離。結(jié)果，環(huán)境溫度的變化將對填裝管線和軟管被填充液體還是汽化的制冷劑產(chǎn)生很大影響。其結(jié)果是，只能夠以降低的精度來確定被填充到制冷系統(tǒng)中的制冷劑的量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供將制冷劑填充到制冷系統(tǒng)中的方法和系統(tǒng)，允許以高精度確定被填充到制冷系統(tǒng)中的制冷劑的量。根據(jù)本發(fā)明的利用填充系統(tǒng)將制冷劑填充到制冷單元(例如，車輛中的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng))中的方法，包括調(diào)節(jié)過程，該調(diào)節(jié)過程包括以下步驟在制冷劑從罐傳遞到制冷系統(tǒng)之前，使填充系統(tǒng)的罐加壓到實際周圍溫度的飽和壓力以上的預(yù)先確定的壓力差。用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的填充系統(tǒng)包括壓縮機、管連接件、和制冷劑返回管線，壓縮機構(gòu)造成用于將來自外容器的制冷劑壓縮到填充壓力，管連接件位于壓縮機和至制冷系統(tǒng)的填充位置之間，制冷劑返回管線構(gòu)造成使制冷劑返回至壓縮機的低壓側(cè)。填充系統(tǒng)還包括至少兩個溫度傳感器，該至少兩個溫度傳感器分別構(gòu)造成用于測量周圍溫度和收集在罐中的制冷劑的溫度。填充系統(tǒng)構(gòu)造成操作壓縮機，以便使罐中的溫度升高，直到達(dá)到實際周圍溫度以上的預(yù)先確定的溫度差。用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的填充系統(tǒng)的另一實施例包括壓縮機、管連接件、和制冷劑返回管線，壓縮機構(gòu)造成用于將來自外容器的制冷劑壓縮到填充壓力，管連接件位于壓縮機和至制冷系統(tǒng)的填充位置之間，制冷劑返回管線構(gòu)造成用于使制冷劑返回到壓縮機的低壓側(cè)。填充系統(tǒng)還包括溫度傳感器和壓力傳感器，溫度傳感器構(gòu)造成用于測量周圍溫度，壓力傳感器構(gòu)造成用于測量罐中的制冷劑的壓力。填充系統(tǒng)構(gòu)造成操作壓縮機，以便使罐中的壓力升高，直到達(dá)到實際周圍溫度的飽和壓力以上的預(yù)先確定的壓力差。執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)過程確保了罐被加壓到相對于實際周圍溫度的飽和壓力的某個壓力差。結(jié)果，入口管線被填充液體。調(diào)節(jié)過程還造成較大部分、具體而言是大部分的制冷劑被汽化。由于汽化的制冷劑的密度比液體制冷劑的密度低40倍以上，如果制冷劑被汽化，留在填充系統(tǒng)的出口軟管中的制冷劑的量的差異將更小。減小的差異導(dǎo)致改善的填裝精度。在一個實施例中，調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到達(dá)到收集在罐中的制冷劑的溫度和周圍溫度之間的預(yù)先確定的溫度差。通過執(zhí)行調(diào)節(jié)過程，直到達(dá)到存儲在罐中的制冷劑的溫度和周圍溫度之間的預(yù)先確定的溫度差，可以獲得填充到制冷系統(tǒng)中的制冷劑的量的預(yù)先確定的精度。在一個實施例中，基于填充系統(tǒng)的設(shè)計來確定預(yù)先確定的溫度差，因為獲得預(yù)先確定的精度所需的溫度差通常依賴于相應(yīng)的填充系統(tǒng)的構(gòu)造?！ぴ谑纠詫嵤├?，調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到罐中的制冷劑的溫度比周圍溫度高11°C，以便獲得填充到制冷系統(tǒng)中的制冷劑的量的精度在+/-15克。在一個實施例中，罐的調(diào)節(jié)利用壓縮機來完成，該壓縮機壓縮制冷劑并且將壓縮和被加熱的制冷劑傳遞到罐中。來自罐的制冷劑被返回至壓縮機的低壓入口側(cè)。維持制冷劑的該循環(huán)，直到達(dá)到罐內(nèi)的預(yù)先確定的壓力差。該過程允許容易地將罐調(diào)節(jié)到預(yù)先確定的內(nèi)壓力。在一個實施例中，在制冷劑被供應(yīng)到壓縮機之前加熱制冷劑，以便汽化制冷劑并且確保沒有液體制冷劑供應(yīng)到壓縮機，液體制冷劑可能損壞壓縮機?？梢岳门c離開壓縮機的高壓出口側(cè)的加壓和被加熱的制冷劑的熱交換來加熱制冷劑。離開壓縮機的制冷劑和進入壓縮機的制冷劑之間的熱交換可以通過加熱的抽吸儲液器來執(zhí)行。加熱的抽吸儲液器的低壓低溫側(cè)布置在壓縮機的上游，加熱的抽吸儲液器的高壓高溫側(cè)布置在壓縮機的下游，以便使熱量從離開壓縮機的制冷劑傳遞到進入壓縮機的制冷劑。在一個實施例中，調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到填充到制冷系統(tǒng)的制冷劑的大部分被汽化。由于汽化的制冷劑的密度比液體制冷劑的密度低40倍以上，因此，留在填裝軟管中的制冷劑的量的差異將更小。這導(dǎo)致改善的填裝精度。


圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的填充系統(tǒng)的實施例的示意圖。
具體實施例方式填充有將供應(yīng)到系統(tǒng)的流體制冷劑的外壓力瓶2通過系統(tǒng)入口(低壓)聯(lián)接件4連接到填充系統(tǒng)的填裝軟管5。填裝軟管5設(shè)置有入口壓力傳感器6，該入口壓力傳感器6構(gòu)造成測量由外壓力瓶2供應(yīng)到入口軟管5的制冷劑的壓力。入口軟管5的相對端通過可開關(guān)的入口閥8連接到入口管線9，該入口管線9將由外壓力瓶2輸送的制冷劑供應(yīng)到加熱的抽吸儲液器10。加熱的抽吸儲液器10構(gòu)造成在需要的時候加熱制冷劑，以便確保所有的制冷劑被汽化。加熱的抽吸儲液器壓力傳感器12位于加熱的抽吸儲液器10處，以便測量收集在加熱的抽吸儲液器10內(nèi)的制冷劑的壓力。
排油閥14和排油器16串聯(lián)連接到加熱的抽吸儲液器10的底部，以便排油，該油從加熱的抽吸儲液器10內(nèi)的制冷劑分離并且收集在加熱的抽吸儲液器10的底部。加熱的抽吸儲液器10的出口側(cè)流體地連接到壓縮機18的低壓入口，該壓縮機18構(gòu)造成用于將制冷劑壓縮到升高的壓力水平。壓縮機18的高壓出口側(cè)提供加壓的制冷劑并且流體地連接到油分離器，該油分離器構(gòu)造成用于從制冷劑分離油，該油用于潤滑壓縮機20并且油的一部分被添加到壓縮機18中的制冷劑。由油分離器20分離的油通過油返回管線21和油返回閥22被輸送回到壓縮機18的入口側(cè)，以便避免壓縮機18在操作一段時間之后缺少油。缺少油的壓縮機18可能導(dǎo)致卡住和/或甚至對壓縮機18的嚴(yán)重?fù)p壞。離開油分離器20的加壓的制冷劑流過高壓管線25到達(dá)加熱線圈11，該高壓管線25包括壓縮機出口閥24，加熱線圈11布置在加熱的抽吸儲液器10內(nèi)，以便在低壓制冷劑 流到壓縮機18中之前，將熱量從離開壓縮機18的高度加壓的高溫制冷劑傳遞到低壓制冷齊U，以便確保僅汽化的制冷劑進入壓縮機18，如之前所述的。在離開加熱線圈11之后，制冷劑通過罐入口閥26輸送進入填充系統(tǒng)的罐28。罐28設(shè)置有罐溫度傳感器36，該罐溫度傳感器36構(gòu)造成用于測量收集在罐28內(nèi)的制冷劑的溫度。罐28還設(shè)置有罐壓力傳感器30，該罐壓力傳感器30構(gòu)造成用于測量收集在罐28內(nèi)的制冷劑的壓力。流體地連接到罐28的孔口 32和通氣閥34允許通過將過量的氣體/空氣從罐28輸送到環(huán)境中而使罐28通氣。罐28還設(shè)置有罐出口管線29，該罐出口管線29包括罐出口閥40，該罐出口閥40允許從罐28抽取加壓的制冷劑。在罐出口閥40的下游，罐出口管線29分支為系統(tǒng)出口管線31和制冷劑返回管線33，系統(tǒng)出口管線31通過系統(tǒng)出口閥41、出口軟管35和高壓出口聯(lián)接件46流體地連接到制冷單元48，制冷劑返回管線33將罐出口管線29和入口管線9流體地連接，入口管線9連接到加熱的抽吸儲液器10的入口側(cè)。制冷劑返回管線33包括可開關(guān)的制冷劑返回閥42和單向閥44，制冷劑返回閥42允許控制通過制冷劑返回管線33的制冷劑的流量，單向閥44防止制冷劑不期望地從入口管線9流到罐出口管線29。為了將制冷劑填充到制冷單元48中，填充有將供應(yīng)到系統(tǒng)的流體制冷劑的外氣體瓶2可以通過系統(tǒng)入口(低壓)聯(lián)接件4連接到填充系統(tǒng)的填裝軟管5?？砷_關(guān)的入口閥8被打開，并且壓縮機18操作，以便從外氣體瓶2吸入制冷劑并且對其加壓。加壓的制冷劑通過油分離器20、壓縮機出口閥24、高壓管線25和加熱線圈11而輸送到罐28中。對于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)過程，罐出口閥40和制冷劑返回閥42被打開，并且系統(tǒng)出口閥41被關(guān)閉，以便將制冷劑從罐28通過制冷劑返回管線33和加熱的抽吸儲液器10輸送回到壓縮機18的入口側(cè)，使制冷劑在填充系統(tǒng)中循環(huán)。收集在罐28內(nèi)的制冷劑的溫度和壓力分別通過罐溫度傳感器36和罐壓力傳感器30來測量。此外，周圍空氣的溫度通過周圍空氣溫度傳感器38來測量。該調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到通過罐溫度傳感器36測量的收集于罐28內(nèi)的制冷劑的溫度超過通過周圍空氣溫度傳感器38測量的周圍空氣的溫度達(dá)到預(yù)先確定的溫度差，例如11。。。
當(dāng)達(dá)到預(yù)先確定的溫度差時，制冷劑返回閥42被關(guān)閉，系統(tǒng)出口閥41被打開，以便將加壓的制冷劑從罐28通過出口軟管35和出口聯(lián)接件46輸送到制冷單元48。如果罐28包括供應(yīng)到制冷系統(tǒng)的足夠的制冷劑，則不需要從外氣體瓶2添加另外的制冷劑。在這種情況下，入口閥8保持關(guān)閉，并且包括在罐28中的制冷劑由所述的調(diào)節(jié)過程來循環(huán)，以便在制冷劑從罐28供應(yīng)到制冷單元48之前增加罐28中的壓力。通過如之前所述的調(diào)節(jié)過程，罐28被加壓到實際周圍溫度的飽和壓力之上的某個壓力差。結(jié)果，將罐28與系統(tǒng)出口閥41連接起來的罐出口管線29和系統(tǒng)出口管線31被完全地填充液體。調(diào)節(jié)過程還確保大部分制冷劑被汽化。由于蒸汽制冷劑的密度比液體制冷劑的密度低超過40倍，因此，留在系統(tǒng)出口軟管35中的制冷劑的量的差異將是小的。因此，可以改進的精度來確定被填裝到制冷單元48中的制冷劑的量。
該調(diào)節(jié)過程可以與制冷系統(tǒng)的排空并行地執(zhí)行，以便減少制冷系統(tǒng)的維護時間。并且也可以同時執(zhí)行排油。調(diào)節(jié)還可以在系統(tǒng)的空閑模式中完成，以便使系統(tǒng)為稍后的填充操作做好準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.ー種利用包括罐(28)的填充系統(tǒng)將制冷劑填充到制冷系統(tǒng)(48)中的方法，所述方法的特征在于，在制冷劑從所述罐(28)傳遞到所述制冷系統(tǒng)(48)之前，利用調(diào)節(jié)過程將所述罐(28)加壓到實際周圍溫度的飽和壓力以上的預(yù)先確定的壓力差。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到達(dá)到所述罐(28)中的制冷劑的溫度和周圍溫度之間的預(yù)先確定的溫度差。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述預(yù)先確定的溫度差基于所述填充系統(tǒng)的設(shè)計來確定。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到所述罐(28)中的制冷劑的溫度比周圍溫度高至少11で。
5.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，對所述罐(28)進行加壓的步驟利用壓縮機(18)來完成，所述方法包括以下步驟 將已經(jīng)由所述壓縮機(18)壓縮的制冷劑傳遞到所述罐(28); 從所述罐(28)提取制冷劑；以及 使膨脹的制冷劑返回到所述壓縮機(18)的入口側(cè)， 其中，維持所述制冷劑的循環(huán)，直到達(dá)到在所述實際周圍溫度的飽和壓力以上的預(yù)先確定的壓カ差。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在制冷劑被供應(yīng)到所述壓縮機(18)之前使制冷劑汽化。
7.如以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)過程持續(xù)，直到所述罐(28)中的大部分制冷劑被汽化。
8.ー種用于執(zhí)行以上權(quán)利要求中任一項所述的方法的填充系統(tǒng)，其中，所述填充系統(tǒng)包括壓縮機(18)，所述壓縮機(18)構(gòu)造成用于壓縮制冷劑，流體連接件將所述壓縮機(18)流體地連接到制冷系統(tǒng)(48)和制冷劑返回管線(33)，所述制冷劑返回管線(33)構(gòu)造成用于使制冷劑返回至所述壓縮機(18)的低壓側(cè)，其特征在于，所述填充系統(tǒng)包括 至少兩個溫度傳感器(36，38)，所述至少兩個溫度傳感器(36，38)分別構(gòu)造成用于測量所述罐(28)中的制冷劑的溫度和周圍溫度，并且， 所述填充系統(tǒng)構(gòu)造成操作所述壓縮機(18)，以便使所述罐(28)中的溫度上升，直到達(dá)到實際周圍溫度以上的預(yù)先確定的溫度差。
9.一種用于執(zhí)行如以上權(quán)利要求中任一項所述方法的填充系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括壓縮機(18)，所述壓縮機(18)構(gòu)造成用于壓縮制冷劑，流體連接件將所述壓縮機(18)流體地連接到制冷系統(tǒng)(48)和制冷劑返回管線(33)，所述制冷劑返回管線(33)構(gòu)造成用于使制冷劑返回到所述壓縮機(18)的低壓側(cè)，其特征在于，所述填充系統(tǒng)包括 溫度傳感器(38 )，所述溫度傳感器(38 )構(gòu)造成用于測量周圍溫度， 壓カ傳感器(30)，所述壓カ傳感器(30)構(gòu)造成用于測量所述罐(28)中的制冷劑的壓力，并且， 所述填充系統(tǒng)構(gòu)造成操作所述壓縮機(18)，以便使所述罐(28)中的壓カ升高，直到達(dá)到實際周圍溫度的飽和壓力以上的預(yù)先確定的壓力差。
10.如權(quán)利要求8或9所述的填充系統(tǒng)，還包括加熱的抽吸儲液器(10)，所述加熱的抽吸儲液器(10 )構(gòu)造成用于在制冷劑被供應(yīng)到所述壓縮機之前使制冷劑蒸發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用包括罐的填充系統(tǒng)將制冷劑填充到制冷系統(tǒng)(48)中的方法，該方法包括以下步驟在制冷劑被填充到制冷系統(tǒng)(48)之前，利用調(diào)節(jié)過程使罐(28)加壓到實際周圍溫度的飽和壓力以上的預(yù)先確定的壓力差。
文檔編號F25B45/00GK102954637SQ20121030178
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者L.科丁 申請人:羅伯特·博世有限公司