制冷剂充注量水平检测的制作方法
【专利摘要】本发明的公开涉及一种系统，包括第一传感器，其提供指示液体制冷剂管线的感测温度的输出，该液体制冷剂管线在空调设备或热泵单元的冷凝器盘管的出口内或从该出口延伸。该系统包括第二传感器，其提供指示液体制冷剂管线中的感测压力的输出。控制器被配置成从指示液体制冷剂管线的感测温度的输出确定至少一个目标压力值。控制器被配置成基于指示感测压力的输出与至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。该系统包括显示器，其显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。
【专利说明】制冷剂充注量水平检测
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是于2011年5月5日提交的第13/101，516号美国专利申请的PCT国际申 请。上述申请的全部内容并入本文中作为参考。
【技术领域】
[0003]本公开涉及用于向空间提供经调节的空气的环境控制系统，更具体地涉及用于空 间的冷却系统的制冷剂充注量水平(refrigerant charge level)。
【背景技术】
[0004]本部分提供关于本公开的背景信息，其不一定是现有技术。
[0005]制冷系统通常需要相当多的能量来工作，并代表着能量消耗中相当大的一部分。 因此，令消费者最感兴趣的事情之一是密切监视他们的空调设备或热泵系统的性能以最大 化这些系统的效率，由此降低工作成本。例如，空调设备或热泵中的制冷剂充注量水平可能 由于工作过程中的损耗而变低，这阻碍了系统提供足够冷却的效率和能力。然而，对系统性 能进行监视典型地涉及利用温度测量设备的繁重而耗时的任务，这种任务可能需要专业知 识来精确分析制冷剂温度数据和将该数据与系统性能和效率联系起来。
【发明内容】
[0006]该部分提供本公开的大体简述，并不是其全部范围或者全部特征的全面公开。
[0007]系统的不同实施例被提供来用于监视空调设备或热泵中的制冷剂充注量水平。系 统的一个实施例包括第一传感器，其提供指示液体制冷剂管线的感测温度的输出，该液体 制冷剂管线在空调设备或热泵单元的冷凝器盘管的出口内或从该出口延伸。该系统包括第 二传感器，其提供指示所述液体制冷剂管线中的感测压力的输出。控制器被配置成根据指 示所述液体制冷剂管线的感测温度的输出确定至少一个目标压力值。控制器被配置成基于 指示感测压力的输出与至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接 受的水平处、以上还是以下。该系统包括显示器，其显示对制冷剂充注量的水平是在可接受 的水平处、以上还是以下的指示。
[0008]根据本公开的另一个方面，一种方法被提供来用于监视空调设备或热泵单元中的 制冷剂充注量水平。该方法包括以下步骤:提供指示液体制冷剂管线的感测温度的第一输 出，该液体制冷剂管线在空调设备或热泵的冷凝器盘管的出口内或从该出口延伸；和提供 指示液体制冷剂管线中的感测压力的第二输出。该方法进一步包括从指示感测温度的输出 确定至少一个目标压力值，和基于指示感测压力的输出与至少一个目标压力值的比较来确 定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。该方法进一步包括在显示器 上显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。
[0009]根据这里提供的说明应用的其它领域将是明显的。本
【发明内容】
中的说明和具体示 例仅用于示意的目的而不旨在限制本公开的范围。【专利附图】
【附图说明】
[0010]这里说明的附图仅用于示意选择的实施方式而不是所有可能的实施方式的目的， 且不旨在限制本公开的范围。
[0011]图1示出了空调或热泵单元以及具有用于监视制冷剂充注量的控制器的系统的 示例性实施例；
[0012]图2示出用于空调设备或热泵的室外冷凝器单元的整体式控制(unitary control)的示例性实施例的示意图，其中控制器可以按照本公开的原理来实施；
[0013]图3示出用于监视空调单元或热泵中的制冷剂充注量的控制器的另一个示例性 实施例；和
[0014]图4示出说明了按照本公开的原理的用于监视制冷剂充注量水平的控制系统和 方法的功能框图。
[0015]贯穿附图中的若干视图，相应的参考符号指示相应的部分。
【具体实施方式】
[0016]将参考附图更加详细地说明示例实施方式。
[0017]根据本公开的一个方面，提供了系统的不同实施例，用于监视空调设备或热泵中 的制冷剂充注量水平。该系统包括第一传感器，其提供指示在空调设备或热泵单元的冷凝 器盘管的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管线的感测温度的输出。该系统包括第二传 感器，其提供指示液体制冷剂管线中的感测压力的输出。控制器被配置成从指示液体制冷 剂管线的感测温度的输出来确定至少一个目标压力值。该控制器配置成基于指示感测压力 的输出与所述至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平 处、以上还是以下。该系统包括显示器，其显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平 处、以上还是以下的指示。
[0018]根据本公开的另一个方面，提供了一种方法，用于监视空调设备或热泵单元中的 制冷剂充注量水平。该方法包括以下步骤:提供第一输出，其指示在空调设备或热泵的冷凝 器盘管的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管线的感测温度，和提供第二输出，其指示 液体制冷剂管线中的感测压力。该方法还包括从指示感测温度的输出来确定至少一个目标 压力值，和基于指示感测压力的输出与所述至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注 量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。该方法还包括在显示器上显示对制冷剂充 注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示，如以下所解释的。
[0019]参考图1，示出用于空间10的居住环境控制系统，其包括空调设备或热泵20的室 外冷凝器单元，具有压缩机22和冷凝器盘管24。空调设备或热泵20可包括开关或接触器 28，其开关交流电以启动空调设备或热泵20的压缩机22，其中接触器28响应于来自恒温器 30的启动信号来启动压缩机22。恒温器30感测空间10内的温度并响应地发送启动信号 以开启空调设备或热泵20的至少压缩机22的工作。
[0020]根据本公开的一个方面，提供了一种用于监视制冷剂充注量水平的系统。该系统 包括第一传感器102，其提供指示在空调设备或热泵20的冷凝器盘管24的出口内或从该出 口延伸的液体制冷剂管线26的感测温度的输出。该系统还包括第二传感器104，其提供指示在冷凝器盘管24的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管线26中的感测压力的输出。 该系统包括控制器100，其被配置成从第一传感器102的输出来确定至少一个目标压力值， 其中该第一传感器102的输出指示在冷凝器盘管24的出口内或从该出口延伸的液体制冷 剂管线26的感测温度。该控制器100被配置成将第二传感器104的指示液体制冷剂管线 26中的感测压力的输出与所述至少一个目标压力值进行比较。控制器100进一步被配置成 基于指示感测压力的输出与所述至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平 是在可接受的水平处、以上还是以下。控制器100与显示器106通信，显示器106显示对制 冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。该系统可以为监视控制的 形式，具有与第一传感器102、第二传感器104和显示器106通信的控制器100。该系统可 以可选地，例如，具有与除霜控制相关联的控制器100。控制器100也可以并入整体式控制 中，该整体式控制被配置成连接电源以启动空调设备或热泵20的至少压缩机22，如以下所 解释的。
[0021]参考图2，示意图示出整体式控制124，用于控制对图1中所示的空调设备或热泵 20的至少压缩机22的启动。整体式控制124可经由连接在R和C处的24伏交流电源供 电，该电源可提供半波调节的(half wave regulated) 5伏电源(未示出),其包括与晶体管 串联的二极管和用于选通该晶体管的调节电容器和齐纳二极管。该电源也可以是小型变压 器和齐纳二极管电路。整体式控制124优选地包括控制器100，该控制器100可以是例如微 处理器。该整体式控制124进一步包括多个开关装置162、164，用于控制线电压(L1，L2)到 电机142 (用于图1中所示的压缩机22)和电机风扇140 (用于图1中所示的压缩机风扇) 的开关。整体式控制124进一步包括开关装置，用于根据在端子‘0’处来自恒温器30的输 入信号使换向阀32在加热模式和冷却模式之间切换。开关装置优选地包括继电器，诸如 由American Zettler制造的A20500P2继电器。整体式控制124可包括用于感测电机142 (用于图1中所示的压缩机22)的起动绕组(start winding)和运行绕组中的电流水平的电 流传感器172、174和176，和用于感测电机风扇140 (用于图1中所示的压缩机风扇)中的 电流的传感器178。其他传感器可包括第一传感器102和第二传感器104,其中第一传感器 102提供的输出指示在冷凝器盘管24 (图1中)的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管 线26 (图1中)的感测温度，第二传感器104提供的输出指示在液体制冷剂管线26中(图1中)的感测压力。可选地，整体式控制124可包括压力开关190。冷凝器风扇电机继电器 162和至少一个压缩机电机继电器164优选地由整体式控制124的控制器100控制，如以下 解释的。
[0022]整体式控制124包括控制器100，其可以是由Microchip制造的28管脚PIC16F微 处理器，例如，其包括多个模拟到数字数据输入端，用于接收来自不同输入的信息，这些输 入诸如是如图1中所示的分别用于感测在冷凝器盘管24内或从该盘管延伸的液体制冷剂 管线的温度和压力的第一传感器102和第二传感器104。控制器100的不同实施例可在其中 实现的一个特定装置是由Emerson Electric C0.的分公司，White-Rodgers制造的49H20 整体式控制，其配置成控制至少对如图1中所示的空调设备或热泵20的压缩机22的启动。 控制器100响应于在“Y”端子处的信号(来自于图1中的恒温器30)，以便检测用于启动空 调设备或热泵20的信号。控制器100可被配置成根据来自第一传感器102的指示液体制 冷剂管线26的感测温度的输出来确定至少一个目标压力值，和将来自第二传感器104的感测压力与至少一个目标压力值进行比较，以确定制冷剂充注量的水平是否在可接受的水平处、以上或以下。因此，控制器100可以是用于控制至少压缩机22的工作的整体式控制124 的处理器。
[0023]在以上实施例中，图1中的控制器100被配置成从第一传感器102的指示液体制冷剂管线26的感测温度的输出来确定至少一个目标压力值。具体而言，控制器100被配置成通过基于制冷剂的温度-压力关系将液体制冷剂管线26的至少感测温度转换成相应的压力值，来确定目标压力值。控制器100在理想情况下被配置成确定多个目标压力值，优选地用于建立由至少两个代表在可接受范围内的制冷剂水平的目标压力值定义的范围，并且更优选地用于建立由至少两个代表在可接受水平以下的水平的目标压力值定义的范围，和由至少两个代表在可接受水平以上的水平的目标压力值定义的范围。对代表可接受制冷剂水平的目标压力值的这种确定在以下进行解释。[0024]在空调设备或热泵20中，所得到的制冷剂高压侧压力的水平取决于压缩机22 的工作和其他因素，该其他因素可包括环境温度、压缩机吸入压力(compressor suction pressure)和制冷剂水平。因此，离开压缩机22的制冷剂在进入冷凝器盘管24时可以处于给定压力水平，在冷凝器盘管24中冷凝剂冷却到饱和温度，在该温度制冷剂从汽态转变成液态。因此，离开冷凝器盘管24出口的制冷剂处于液态。
[0025]基于给定制冷剂的饱和温度-饱和压力的已知温度-压力曲线关系，可以将处于饱和液态的制冷剂的感测温度转换成相应饱和压力，和将处于饱和状态的制冷剂的压力转换成饱和温度。处于饱和液态的制冷剂的感测压力对应于给定饱和温度，其与液体制冷剂的感测温度相差“过冷”量，该“过冷”量代表制冷剂被冷却到低于饱和温度的程度。
[0026]在冷凝器盘管出口处“经过冷的”液体制冷剂具有低于制冷剂饱和温度的感测温度:
[0027]Tsensed-Tsatueati0n_Tsubc00lI ( TsubcOOL-Tsatueati0N-Tsensed )
[0028]同样地，“经过冷的”液体制冷剂应处于低于饱和压力的压力。因此，目标压力可通过(利用温度-压力关系)将液体制冷剂管线26的感测温度加上“过冷”量转换成相应压力值来确定，如以下所示:
[0029]Tsensed+Ts_ql=Tsat ;转换成压力=Ptakget (等式 I)
[0030]代表不同范围(例如，在可接受的制冷剂水平以上、以下或以内)的多个目标压力值按照以下这样确定:
[0031]
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
1SATTARGET A 「 =
1SATTARGET B
r=
1SATTARGET C
r=
1SATTARGET D
r=
1SATTARGET E
「sensed+Ta，转换成压力一Pa 「sensed+Tb，转换成压力一Pb 「sensed+Tc:，转换成压力一Pc 「sensed+Td，转换成压力一Pd 「sensed+Te，转换成压力一Pe 其中Tc是中值=Tslffirott (参见Tslffiam等式)。
因此，控制器100可被配置成通过基于制冷剂的温度-压力关系将液体制冷剂管线26的感测温度与过冷温度值之和转换成相应压力值来确定至少一个目标压力值。可选地，目标压力值也可以通过(基于温度-压力关系)将液体制冷剂管线26的温度转换成相应压力值并且进一步加上对应于适当的过冷量(proper amount of subcool)的压力补偿来确定，如下所示:
[0038]Psatueation-Pt conveeted+Psubcool
(等式2)
[0039]其中Pt C0nveeted=Tsensed 转换成压力
[0040]代表不同范围(在可接受的制冷剂水平以上、以下或以内)的多个目标压力值可按照以下确定:
[0041 ] Tsensed converted to pressure Pt converted+Pa~Psat target a
[0042]Tsensed converted to pressure — Pt Conveeted+Pb-Psat target b
[0043]Tsensed converted to pressure — Pt conveeted+Pc_Psat target c
[0044]Tsensed converted to pressure — Pt Conveeted+Pd-Psat target d
[0045]Tsensed converted to pressure — Pt Conveeted+Pe-Psat target e
[0046]其中Pc代表对应于适当的过冷量的补偿。
[0047]基于上述内容，控制器可通过将感测温度转换成相应压力值并且加上对应于过冷量的压力补偿来确定至少一个目标压力值。应注意，可按照如下这样由(用于150PSIA以上的压力的)液体制冷剂管线的感测温度和压力计算饱和温度:
[0048]Tsat=-6.161 X 1(T10*Ps4+1.328 X 1(T6*PS3-.001*PS2-.657*PS_28.92
[0049]“过冷”可按照如下这样由(用于150PSIA以下的压力的)液体制冷剂管线的感测温度和压力计算:
[0050]Tsat=-9.327 X 10_8*PS4+.0001*PS3-.012*PS2+1.775*PS_75.417
[0051]根据用于确定至少一个目标压力值的以上等式，控制器100可被配置成将第二传感器104的指示感测压力的输出与以上的至少一个目标压力值进行比较，来确定感测压力是否在指示低制冷剂充注量的最小阈值以下，以及使显示器显示对低制冷剂充注量的指示。更优选地，控制器100被配置成将液体制冷剂管线26的温度转换成相应压力，以及由相应压力值与至少两个压力补偿值的总和确定至少两个目标压力值。根据至少两个目标压力值，控制器100被配置成确定第二传感器104的指示压力的输出是在由该至少两个目标压力值定义的可接受范围以内还是以外，并且相应地分别显示制冷剂水平是在可接受的水平以内还是以外。
[0052]参考图1，控制器100可被配置成控制显示器106，该显示器106包括用于指示感测制冷剂水平是在可接受的范围以上、以下还是以内的一个或多个指示符。在此显示器配置中，控制器100优选地被配置成基于液体制冷剂管线26的至少感测温度的温度-压力转换来确定多个目标压力值，以确定感测压力是否在由至少两个目标压力值定义的范围以内，该至少两个目标压力值代表在可接受的范围以上、在可接受的范围以下或在可接受的范围以内的感测制冷剂水平。显示器106被配置成显示用于指示感测制冷剂水平在可接受的范围以上、以下或以内的一个或多个指示符(见图3中的指示符108)中的至少一个。例如，如果感测压力在由代表可接受范围内的制冷剂水平的至少两个目标压力值定义的范围内，显示器106可被控制成点亮用于指示可接受的制冷剂水平的第一 “中间”发光二极管(LED)。同样地，如果感测压力在由代表可接受范围的至少两个目标压力值定义的范围以上，显示器106可点亮“上部”发光二极管(LED)以指示制冷剂在可接受范围以上，以及如果感测压力在由代表可接受范围的至少两个目标压力值定义的范围以下则点亮“下部”发光二极管(LED)以指示制冷剂在可接受范围以下。可选地，系统可包括显示一个或多个指示符的显示器，该指示符代表用于指示感测制冷剂水平在可接受范围的以上、以下或以内的相对标度(relative scale),如图3所示。
[0053]参考图3，显示制冷剂监视控制包括与第一传感器102、第二传感器104和显示器106通信的控制器100，其中该第一传感器102提供指示液体制冷剂管线26的温度的输出，第二传感器104提供指示液体制冷剂管线26中的压力的输出(图1中)。显示器106包括用于指示感测的制冷剂水平在可接受范围内的第一指示符110。显示器进一步包括用于指示感测的制冷剂水平正好在可接受范围以下的范围内的第二指示符112，和用于指示感测的制冷剂水平正好在可接受范围以上的范围内的第三指示符114。控制器100进一步被配置成将第二传感器104的指示感测压力的输出与代表最小阈值的至少一个目标压力值进行比较，以确定感测压力是否在指示低制冷剂充注量水平的最小阈值以下。显示器106被配置成在116处显示对低制冷剂充注量水平的指示。控制器100进一步被配置成将第二传感器104的指示感测压力的输出与代表最大阈值的至少一个目标压力值进行比较，以确定感测压力是否超过指示高制冷剂充注量水平的阈值。显示器106相应地被配置成在118处显示对高制冷剂充注量水平的指示。可选地，代替以上描述的LED显示器配置，显示器106可包括用于显示诸如“Hi” “Lo”和“0K”的指示符的分段式字符显示器，或点阵型显示器。
[0054]在图3中所示的实施例中，控制器100可包括与恒温器(例如，图1中所示的恒温器30等)的“Y”端子相连的有线连接，以便检测用于启动空调设备或热泵20的24伏特信号。优选地，控制器100被配置成在接收到来自恒温器的启动信号时上电，或可由来自恒温器的24伏特信号供电，使得控制器100可以操作成仅在空调设备或热泵20启动时监视制冷剂充注量水平。控制器100被配置成解释第一传感器102的输出信号，该输出信号可以是例如用于确定如图1中所示的液体制冷剂管线26的感测温度的电压输出。控制器100还被配置成解释第二传感器104的输出信号，该输出信号可以是例如用于确定如图1中所示的液体制冷剂管线26的感测压力的电压输出。控制器100可被配置成包括校准模式，其中在校准结束时所有LED指示符闪烁。在第一传感器102或第二传感器104发生故障的情况下，指示符可以被点亮以指示故障。在启动后至少约30秒之后，控制器100被配置成确定至少一个目标压力值(通过将至少感测温度转换成相应压力值)，并将感测压力与至少一个目标值进行比较，从而确定制冷剂充注量是在可接受范围以内还是以外，如以下解释的。
[0055]根据本公开的另一个方面，提供了用于监视制冷剂充注量的方法的不同实施例。在不同示例性实施例中描述的控制器优选地被编程为控制图4中所示的操作。图4中的功能框图说明了一个或多个实施例的操作控制，并提供了用于监视图1中所示的空调设备或热泵20中的制冷剂充注量水平的方法。该方法包括以下步骤:第一传感器102提供第一输出(在400处)，其指示在空调设备或热泵20的冷凝器盘管24的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管线26的感测温度(如图1中所示)；和第二传感器104提供第二输出(在402处)，其指示液体制冷剂管线中的感测压力。在404和406处，该方法从指示感测温度的输出来确定或计算至少一个目标压力值(或多个目标压力值)。用于监视制冷剂充注量的方法进一步包括将来自第二传感器104的感测压力与目标压力值进行比较，和在408处基于指示感测压力的输出与至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。该方法进一步包括(通过指示符108)显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。[0056]在以上方法的一个优选实施例中，确定至少一个目标压力值的步骤包括基于制冷剂的温度-压力关系将液体制冷剂管线的至少感测温度转换成相应压力值。更优选地，确定至少一个目标压力值的步骤包括基于制冷剂的温度-压力关系将液体制冷剂管线26(图1中)的感测温度与过冷温度值的总和转换成相应压力值。关于图3中说明的系统，以上描述的确定至少一个目标压力值的步骤包括基于液体制冷剂管线26的至少感测温度的温度-压力转换来确定多个目标压力值，和确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的步骤包括确定是否感测压力在至少两个目标压力值定义的范围以内，其代表在可接受范围以上、以下或以内的感测的制冷剂水平，并且显示指示包括显示用于指示感测的制冷剂水平在可接受的范围以上、以下或以内的一个或多个指示符中的至少一个。
[0057]尽管以上实施例中描述的显示器适于用于监视制冷剂水平的单独控制，或整体式控制124或除霜控制，其他实施例可以结合以上描述的监视装置。例如，在一个可选实施例中，以上描述的控制器100可被配置成与恒温器(诸如图1中所示的恒温器30)无线通信。控制器100与提供指示在空调设备或热泵20的冷凝器盘管24的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管线26的感测温度的输出的第一传感器102通信，也与提供指示液体制冷剂管线26的感测压力的输出的第二传感器104通信。如以上描述的实施例，控制器100被配置成从指示液体制冷剂管线26的感测温度的输出确定至少一个目标压力值，并基于指示感测压力的输出与至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。控制器100被配置成将关于制冷剂充注量的水平，例如在可接受的水平处、以上还是以下的水平的信息以无线通信方式传达给恒温器30。恒温器30被配置成响应性地在其上的显示器上显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。如以上说明的，这样的显示器可以是LED显示器，或用于显示诸如“Hi”、“Lo”或“0K”的指示符的简单分段式字符显示器，或点阵型显示器。
[0058]可选的地，控制器100可结合到恒温器(例如，图1中所示的恒温器30等)中，该恒温器与至少第一传感器102无线通信，该第一传感器102提供指示在空调设备或热泵20的冷凝器盘管的出口内或从该出口延伸的液体制冷剂管线26的感测温度的输出。恒温器30还与第二传感器104无线通信，该第二传感器104提供指示液体制冷剂管线26的感测压力的输出。以上实施例中描述的控制器100包含在恒温器30中，并被配置成从指示液体制冷剂管线26的感测温度的输出确定至少一个目标压力值。恒温器30进一步被配置成基于指示感测压力的输出与至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下，并响应性地在其上的显示器106上显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。因此，应理解，用于监视制冷剂充注量水平的以上系统和方法可在不同控制装置的多个配置中利用。
[0059]系统和装置的示例性实施例被配置成感测在冷凝器之后的制冷剂的压力和温度，以计算和显示经过冷的制冷剂温度和在系统中充注量的程度。该充注量指示正常充注、过多充注或过少充注状态。
[0060]本公开的各方面涉及检测蒸汽压缩空调装置(例如，中央家庭空调设备等)中的低或高制冷剂水平的能力，并且也产生以华氏度为单位对过冷程度的显示。本文中公开的是感测液体管线中的温度以及液体管线的压力并使用这些值确定系统中的过冷程度和制冷剂水平的状态的方法的示例性实施例。在示例性实施例中，该方法包括将感测温度添加到存储的温度值的范围，以产生温度值的表格。每个为温度产生的总和被转换成等同的饱和压力，以产生由温度列表推导出的饱和压力的范围或表格。然后，将这些推导出的压力值分别与液体管线压力的值进行比较。这些值与直接感测到的液体管线压力的逻辑比较确定系统中制冷剂充注量的状态，并且输出信号(例如，对于五个彩色LED中的一个的信号等)，以向使用者指示系统中制冷剂充注量的状态。此外，该方法可包括使用液体管线的温度和由感测液体管线压力计算出的饱和温度来确定在系统中过冷的程度的值，然后向人可读的显示器，诸如分段式LED输出那个值，这可以经由有线和/或无线通信来在本地或远程完成。
[0061]示例性实施例被提供使得该公开是完全的，并且将向本领域技术人员完全传达其范围。很多特定的细节被阐述，诸如，特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的完全理解。对本领域技术人员将显而易见的是不必使用特定的细节，示例性实施例可以以很多不同的形式体现，并且它们都不被理解为对本公开范围的限制。在一些示例性实施例中，已知的处理、已知的装置结构和已知的技术没有详细描述。此外，本公开的一个或多个示例性实施例可以获得的优点和改进仅为了说明的目的而提供，并不限制本公开的范围，因为在此公开的示例性实施例可以提供全部上述优点和改进或者不提供上述优点和改进，但其仍落入本公开的范围中。
[0062]在此所公开的特定的尺寸、特定的材料和/或特定的形状本质上是示例性的，不限制本公开的范围。在此对给定参数的特殊值和值的特殊范围的公开并不排除对可能用于在此所公开的一个或多个示例的其他值和值的范围。此外，可以想到在此所述的特定参数的任何两个特定值可以限定值的范围的端点，其可适用于给定参数(即，用于给定参数的第一值和第二值的公开可以被解释为公开了第一和第二值之间的任何值也可以用于给定参数)。类似地，可以想到对一个参数的值的两个或更多个范围(不论这些范围是嵌套的、重叠的或不同的)的公开将把该值的范围的所有可能的结合包括在内，其可能使用公开范围的端点来要求。
[0063]在此所使用的术语仅 是为了说明特定示例实施例，而非意图构成限制。正如在此所使用的，单数形式“一”、“一个”，以及“该”可旨在也包括复数的形式，除非上下文另外明确地指出。术语“包括”、“正包括”、“正包含”，以及“具有”是包含性的，并因此指定了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件，和/或其组群的存在或附加。在此所描述的本方法的步骤、处理，和操作不被解释成必须要求以所讨论或所说明的特定顺序执行，除非特地标识为一种执行顺序。还应该理解的是，可采用额外的或备选的步骤。
[0064]当元件或层被称为“在其上”、“接合到”、“连接到”，或“耦合到”另一个元件或层上，这可以是直接地在其上、接合到、连接到或耦合到另一个元件或层上，或者，也可以存在中间的元件或层。相对而言，当元件被称为是“直接在其上”。“直接接合到”、“直接连接到”或“直接耦合到”另一个元件或层上，则可以没有中间元件或层存在。用于描述元件之间关系的其它措辞应该以相似的方式来解释(例如，“在…之间”对“直接在…之间”、“相邻”对“直接相邻”，等)。正如在此所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个中的任意以及所有组合。当施加于值时，术语“约”表示计算或者测量允许值的些许不精确(接近于精确的值；近似或者合理地靠近值；差不多)。如果，由于某些原因，由“约”提供的不精确不能被本领域技术人员用其通常含义所理解，则在此所用的“约”表示可以从测量的常规方法或者使用这种参数得到的至少一些变化。例如，术语“大体上”、“约”、“基本上”可以在此使用来表示处于制造公差中。
[0065]虽然术语第一、第二、第三，等在此可被用于说明不同的元件、部件、区域、层，和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可仅被用于将一个元件、部件、区域、层或部段与另一个区域、层，或部段区分开。诸如“第一”、“第二”的术语，以及其它序数词的术语在此被使用时，除非上下文明确指出，否则并不意味着序列或顺序。因此，在下面所讨论的第一元件、部件、区域、层，或部段可被称为第二元件、部件、区域、层，或部段，而不背离示例实施例的教导。
[0066]与空间相关的术语，诸如“里”、“外”、“在…之下”、“下面”、“下部”、“在…之上”、“上
部”，以及类似术语在本文中可用于更容易对一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系进行说明。空间相关的术语可意图涵盖装置在使用中或操作中除图中描绘的方向以外的不同定向。例如，如果装置在图中被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件将被定向成在其它元件或特征“之上”。因此，示例术语“下面的”可涵盖上方和下面两种定向。装置可被另外地定向(旋转90度或在其他方向上)，并且据此对在此所使用的与空间相关的描述进行解释。
[0067]为了说明和描述的目的，提供了对实施例的前述说明。其并不意图为排他性的或限制所揭示的内容。特定实施例中的个体的元件、意图的或者记载的用途或特征通常并不限于特定的实施例，但在可应用的情况下是可互换的，并且可在所选实施例中使用，即使未明确地示出或被描述。相同事物也可以多种方式变化。这样的变化并不被认为是背离了本公开，并且所有这样的变体意图被包括在本公开的范围之内。
【权利要求】
1.一种制冷剂充注量监视系统，包括:第一传感器，其提供指示液体制冷剂管线的感测温度的输出，该液体制冷剂管线在空调设备或热泵单元的冷凝器盘管的出口内或从该出口延伸；第二传感器，其提供指示所述液体制冷剂管线中的感测压力的输出；和控制器，被配置成根据指示所述液体制冷剂管线的所述感测温度的所述输出确定至少一个目标压力值，所述控制器被配置成基于指示感测压力的所述输出与所述至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括显示器，该显示器显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。
3.如权利要求2所述的系统，其中:所述控制器被配置成基于所述液体制冷剂管线的至少感测温度的温度-压力转换来确定多个目标压力值，确定所述感测压力是否在由至少两个目标压力值定义的范围内，该目标压力值代表在可接受的范围以上、以下或以内的感测的制冷剂水平；并且所述显示器被配置成显示一个或多个指示符中的至少一个，该一个或多个指示符用于指示所述感测的制冷剂水平在可接受的范围以上、以下或以内。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述显示器显示代表用于指示所述感测的制冷剂水平是在可接受的范围以上、以下还是以内的相对标度的一个或多个指示符。
5.如权利要求2至4中任一项所述的系统，其中:所述控制器被配置成将指示感测压力的所述输出与至少一个目标压力值进行比较以确定所述感测压力是否在指示低制冷剂充注量水平的最小阈值以下，和在显示装置上显示对低制冷剂充注量水平的指示；和/或所述控制器被配置成将指示感测压力的所述输出与至少一个目标压力值进行比较以确定所述感测压力是否超过指示高制冷剂充注量水平的阈值，和在显示装置上显示对高制冷剂充注量水平的指示。
6.如权利要求2至5中任一项所述的系统，其中:所述控制器被配置成从基于制冷剂温度-压力关系将所述液体制冷剂管线的至少感测温度转换成相应压力值的转换来确定至少两个目标压力值，和/或所述显示器被配置成在指示感测压力的所述输出分别在由所述至少两个目标压力值定义的可接受的范围以内或以外的情况下显示对所述制冷剂充注量是在可接受的范围以内还是以外的指示。
7.如权利要求2至6中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置成确定指示感测压力的所述输出与至少一个目标压力值之间的差异，和在该差异超过指示低制冷剂充注量水平的阈值的情况下在显示装置上显示低制冷剂充注量水平的指示。
8.如权利要求2至7中任一项所述的系统，其中:所述控制器是通信装置，用于基于指示感测压力的输出与所述至少一个目标压力值的比较来传输指示所述制冷剂充注量是在可接受的水平处、以上或以下的信息；和所述显示器是恒温器的显示器，被配置成显示对制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。
9.如权利要求2至7中任一项所述的系统，其中:所述控制器是恒温器的处理器，被配置成无线接收指示感测压力的所述输出和指示液体制冷剂管线的感测温度的所述输出，并被配置成基于将指示感测压力的输出与从所述液体制冷剂管线的感测温度确定的至少一个目标压力值所做的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下；和所述显示器是恒温器的显示器，被配置成显示制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。
10.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置成通过基于所述制冷剂的温度-压力关系将所述液体制冷剂管线的至少感测温度转换成相应压力值来确定至少一个目标压力值。
11.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置成通过基于所述制冷剂的温度-压力关系将所述液体制冷剂管线的感测温度与过冷温度值的总和转换成相应压力值来确定至少一个目标压力值。
12.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置成从所述相应压力值与至少一个压力补偿值的总和确定至少两个目标压力值。
13.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置成确定多个目标压力值，和将指示感测压力的所述输出与所述多个目标压力值进行比较以确定所述感测压力是否在指示感测的制冷剂充注量水平的可接受范围的至少两个目标压力值之间。
14.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述控制器是用于启动空调设备或热泵的至少压缩机的控制的处理器。
15.一种用于监视制冷剂充注量的方法，该方法包括:感测和提供指示液体制冷剂管线的感测温度的第一输出，该液体制冷剂管线在空调设备或热泵单元的冷凝器盘管的出口内或从该出口延伸；感测和提供指示所述液体制冷剂管线中的感测压力的第二输出；和从指示所述液体制冷剂管线的所`述感测温度的所述输出确定至少一个目标压力值；和基于指示感测压力的所述输出与所述至少一个目标压力值的比较来确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括显示制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下的指示。
17.如权利要求15或16所述的方法,其中显示包括显示代表相对标度的一个或多个指示符，该相对指标用于指示所述感测的制冷剂水平是在可接受的范围以上、以下还是以内。
18.如权利要求15至17中任一项所述的方法，其中确定至少一个目标压力值包括基于所述制冷剂的温度-压力关系将所述液体制冷剂管线的至少感测温度转换成相应压力值。
19.如权利要求15至18中任一项所述的方法，其中确定至少一个目标压力值包括基于所述制冷剂的温度-压力关系将所述液体制冷剂管线的感测温度与过冷温度值的总和转换成相应压力值。
20.如权利要求15至19中任一项所述的方法，其中确定至少一个目标压力值包括从所述相应压力值与至少一个压力补偿值的总和确定至少两个目标压力值。
21.如权利要求15至20中任一项所述的方法，其中:确定至少一个目标压力值包括基于所述液体制冷剂管线的至少感测温度的温度-压力转换来确定多个目标压力值，并且确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下包括确定所述感测压力是否在由至少两个目标压力值定义的范围内，该目标压力值代表在可接受的范围以上、以下或以内的感测的制冷剂水平；以及该方法进一步包括显示一个或多个指示符中的至少一个，该一个或多个指示符用于指示感测的制冷剂水平在可接受的范围以上、以下或以内。
22.如权利要求15至21中任一项所述的方法，其中，确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下包括将指示感测压力的输出与至少一个目标压力值进行比较以确定所述感测压力是否在指示低制冷剂充注量水平的最小阈值以下，并且显示指示包括显示对低制冷剂充注量水平的指示。
23.如权利要求15至22中任一项所述的方法，其中，确定制冷剂充注量的水平是在可接受的水平处、以上还是以下包括将指示感测压力的所述输出与至少一个目标压力值进行比较以确定所述感测压力是否超过指示高制冷剂充注量水平的阈值，并且显示指示包括显示对高制冷剂充注量水平的指示。
24.如权利要求15至23中任一项所述的方法，其中确定至少一个目标压力值包括从基于制冷剂温度-压力关系将所述液体制冷剂管线的至少感测温度转换成相应压力值的转换来确定至少两个目标压力值，并且显示指示包括在指示感测压力的输出分别在由所述至少两个目标压力值定义的可接受的范围以内或以外的情况下显示对所述制冷剂充注量是在可接受的范围以内还是以外的指示。
【文档编号】F25B1/00GK103502750SQ201280021918
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年4月13日 优先权日:2011年5月5日
【发明者】A.E.加多, T.J.弗雷德里克斯, T.B.洛伦兹 申请人:艾默生电气公司