本发明涉及一种用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法。
特别地，本发明涉及对制冷系统的压缩机的润滑状态的检测，该润滑状态接近对于系统的运行润滑不足，这种检测通过以相对于压缩机非侵入性的方式有效地检测润滑剂的临界水平来防止压缩机的故障。
此外，本发明的目的是通过优化存在于系统中的一个或多个压缩机中的润滑剂的量来优化制冷系统的运行。
目前，传统的工业制冷系统通常设置有至少一个压缩机，例如，涡旋型的压缩机。
每个压缩机具有位于蒸发器下游的连接到制冷系统的第一分支的其入口和位于冷凝器单元上游的连接到制冷系统的第二分支的递送装置。
所讨论的涡旋压缩机在结构上具有金属壳体，该金属壳体包围由具有竖直轴线的压缩螺旋(compressionspirals)构成的压缩构件，该压缩构件在外壳中将下部抽吸隔室与上部递送隔室分离。
下部隔室用于收集润滑油，润滑油在使用中被朝向移动部件泵送，即，朝向轴承并朝向进行压缩工作的螺旋。
在使用中，在压缩之后，制冷剂流体从压缩机的螺旋中抽取一部分润滑剂，并引导其流动到延伸经过制冷系统的回路中。
在使用中，润滑剂在返回压缩机之前应流过整个回路。
特别地，当回路内的制冷剂流体的速度由于管道和回路部件的尺寸而较低时，润滑剂倾向于收集在回路的一些部分中，从而不返回到压缩机。
这导致压缩机中的可用润滑剂相对于额定量较少。
为了测量存在于压缩机中的油量，并且防止由于其移动部件的润滑不充分而导致的压缩机的损坏或破损，因此目前应用两种解决方案。
第一解决方案在于，在压缩机的壳体中预布置窗口，用于视觉上验证或使用光学测量工具验证润滑剂的量是否足以使压缩机正常运行。
第二个已知的解决方案是包括在壳体内延伸的电容式探针(capacitiveprobe)，以用于检测壳体中的油位。
这两种解决方案都具有要求对压缩机的结构进行修改且特别是在壳体中实现在其中插入观察窗口或电容式探针的开口的缺点。
此外，第一上述解决方案通常不能实现可靠的自动连续控制，并且显著地受到与压缩机壳体内的可视状态的主观解释相关联的变化的影响。
另外，这种评估由于通常存在于润滑剂的表面上的气泡或泡沫的影响以及由于压缩机的可能的倾斜而不准确。
换言之，目前存在于压缩机中的润滑剂的量的验证使用侵入压缩机的结构的工具进行。
本发明的基本问题是简化压缩机的结构，其中，在使用过程中可能的是，检查存在的润滑剂的量是否足以使压缩机有效地运行，同时优化压缩机位于其中的制冷系统的运行。
本发明的主要目的是实现一种用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法，其通过克服目前已知的解决方案中的上述缺点来提供该问题的解决方案。
在该任务的范围内，本发明的目的是实现一种用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法，其使能够以比上述已知解决方案更少侵入的方式验证压缩机中的润滑剂的量是否已经降到临界阈值以下。
本发明的另外的目的是实现一种用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法，其使能够迅速检测压缩机的润滑不足的状态，以防止由于润滑不足导致对压缩机的损坏。
本发明的还有的另外的目的是提供一种用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法，其在检测压缩机中的非最佳润滑状态方面比上述传统解决方案更可靠。
这个任务以及将在下面更全面地出现的这些和其它目的通过根据所附独立权利要求所述的用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法来实现。
根据本发明的用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法的详细特征在从属权利要求中被规定。
本发明的另外的特征和优点将从根据本发明的用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的设备、包括该设备的压缩机单元，以及用于检测制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法的优选但非排他性实施方案的描述更清楚地显现，该描述借助于非限制性示例在所附附图中图示，其中：
-图1是根据本发明的压缩机的简化图；
-图2是示出由根据本发明的设备检测到的信号的时间值的图。
具体参考上述附图，附图标记10全部指的是用于检测压缩机或制冷系统中的非最佳润滑状态的设备，根据本发明的该设备具有特殊的独特性，这是由于该设备包括设计成检测声音振动并根据所述声音振动的频率发出电信号的换能器单元(transducerunit)11。
本发明的设备10配置成以使得在使用中所述换能器单元11检测由压缩机100发出的声音振动的方式固定到压缩机100的外壁。
换能器单元11是可连接到电子设备的，所述电子设备用于处理所述电信号，以便如果在使用中所述频率超过对应于压缩机100的非最佳润滑状态的预定阈值则发信号。
因此，使用根据本发明的设备10能够检测在压缩机100运行过程中由压缩机100发出的声音振动，并且评估这些振动的频率是否变化，特别是频率是否上升，如下面将更详细描述的。
事实上已经表明，压缩机100在其运行过程中发出的声音振动部分地由诸如压缩构件105的其部件的润滑移动而发出，在借助于示例给出的解决方案中，压缩构件105由压缩螺旋和支撑压缩螺旋的轴承106构成。
还已经表明，压缩机在其运行过程中发出的声音振动具有平均频率，如果运动中的部件的润滑减少，则该平均频率增加。
因此，本发明基于监控压缩机在其运行过程中发出的声音振动，以便检测振动的平均频率是否增加得超过预定的润滑阈值，该预定的润滑阈值对于压缩机的有效运行仍然是足够的，但是如果润滑程度进一步下降，由于移动部件破损或损坏的风险，压缩机的功能可能会受到损害，移动部件破损或损坏的风险随着润滑水平的降低而增加。
使用根据本发明的设备，因此通常可能的是，以非侵入的方式在压缩机上检测润滑刚出现不足的可能状态，使操作者能够及时对该部分作出反应或自动对该部分作出反应。
例如，本发明的应用可以是指制冷系统1000，制冷系统1000包括连接到制冷回路101的压缩机100和根据本发明应用于压缩机100的设备10，在优选的情况下，压缩机100有利地是涡旋型的。
在制冷系统1000的运行过程中，原先预布置在压缩机100中的润滑剂通过由压缩机100的作用循环的热载体流体(heatcarrierfluid)抽取到制冷回路101中。
在优选情况下，压缩机经由逆变器借助于控制部通过可调速马达激活。
当压缩机100以低转速工作并且因此热载体流体在制冷回路101中缓慢地流动时，由热载体流体抽取的润滑剂倾向于收集在制冷回路101的在压缩机100外部的一些部分中。
这个事实确定了压缩机100内的用于压缩机100的润滑的可用润滑的减少，并且还可降低制冷系统的效率，这是由于通过回路分配的润滑剂的热交换能力远低于热载体流体的热交换能力。
压缩机中的润滑剂量的减少确定了压缩机发出的声音振动的频率的增加。
设备10检测到这种增加并且优选地在超过预定安全阈值的平均频率时发出信号。
制冷系统1000有利地包括电子控制设备，电子控制设备电连接到设备10用于接收所述信号。
在本发明的优选实施方案中，当电子控制设备接收到所述信号或当其接收到指示超过所述安全阈值的信号时，电子设备激活压缩机100以便增加压缩机100的运行速度，并且从而增加热载体流体在制冷回路101内的速度，以便获得分散在整个制冷回路101中的润滑剂被返回抽取到压缩机100。
以高旋转速度激活压缩机100的时间可以例如预界定在10秒，或者可以根据基于在以所述高旋转速度运行过程中通过设备10检测的声音振动的平均频率的可追溯控制而是变化的。
该高旋转速度将根据制冷系统1000的依情况而定的结构和功能条件界定，并且将使得确定在制冷回路101中循环的热载体流体的足以获得存在于其中的润滑剂的有效抽取的速度。
在结构上，换能器单元11有利地设置有检测表面12。
设备10有利地包括优选地由金属材料制成的接口板13，换能器单元11的检测表面12连接到该接口板13，以用于检测在压缩机100运行过程中由压缩机100产生的通过接口板13传递的声音振动。
接口板13配置成固定到压缩机100的壳体104的壁的外表面103，并且设计成将声音振动从所述壁传递到所述检测表面12。
接口板13优选地以与其打算要联接的压缩机100的外表面103互补的方式形成轮廓。
例如，接口板可以具有沿圆柱形表面延伸的工作面，以用于粘附到压缩机100的圆柱形外面103。
设备10有利地包括连接到换能器单元11的未示出的处理器单元，该处理器单元用于接收所述电信号并对其进行处理，以检测使用过程中由压缩机100发出的声音振动的频率的增加，以及发信号通知所述频率是否增加得超过预定阈值，该预定阀值与压缩机100的非最佳润滑状态相关联。
换能器单元11优选地配置为检测具有等于或高于20khz的频率的声音振动。
特别地，所述预定阈值有利地对应于压缩机100发出的声音振动的大体上为38.4khz的平均频率。
换能器单元11包括至少一个压电换能器。
此外，为了简单地使用和应用，接口板13具有磁性活性(magneticallyactive)，以便可移除地附接到压缩机100的金属壁。
因此，已经观察到，使用根据本发明的设备10能够检测制冷系统的压缩机的可能的润滑不足的状态，而不用对压缩机的结构进行任何侵入性的调整，这是由于设备10可应用于压缩机的外表面。
此外，设备10容易地可应用于已经存在的制冷机系统的压缩机，从而避免了对压缩机自身的结构调整。
本发明的另一个目的涉及一种用于检测根据本发明的制冷系统的压缩机中的非最佳润滑状态的方法，包括：
-检测指示压缩机在其操作过程中发出的声音振动的频率的信号；
-将所述信号的值与对应于压缩机的非最佳润滑状态的阈值进行比较。
所述方法有利地包括增加压缩机的工作速度以增加分散在所述制冷系统中的润滑剂返回压缩机的步骤。
所述信号更优选地是由与压缩机的壁机械地接触的压电换能器发射的电压信号。
本发明的另一部分由压缩机单元200形成，压缩机单元200至少包括压缩机100，压缩机100设置有壳体104和容纳在壳体104中以在壳体104内分离抽吸隔室a和递送隔室b的压缩构件105。
抽吸隔室a配置成用于收集用于压缩机100的润滑剂。
根据本发明，所述压缩机单元200具有独特性，这在于该压缩机单元200包括设备10的事实，根据上述内容，设备10固定到壳体104，用于检测压缩机100操作过程中压缩机100发出的声音振动。
图2示出了图示借助于根据本发明的设备进行的试验的结果的图。
详细地，所述试验已经在具有以下特征的试验制冷回路上进行：
-压缩机：sci(siam压缩机工业有限公司)
具有观察窗口的anb42fbdmt；
-压缩机重量：33.4千克(包括润滑剂)；
-热载体流体：r410a；
-润滑剂：油fv50s；
-润滑剂的额定量：1.7千克；
-带热气旁路的液压回路。
在这些试验中，具有以下特征的超声波传感器已经被用作换能器单元：
-中央频率(在20℃)：37.2khz±500hz；
-rms灵敏度(从36.4khz到40.6khz)：23.0mv/g±2db；
-温度敏感度：-10hz/℃；
-温度范围：从-10至+80℃；
-尺寸：33x22毫米；
-重量：0.126千克；
传感器已经借助于磁性接口板定位在压缩机的壳体上，该磁性接口板被弯曲以便粘附到壳体的圆柱形形状。
施加传感器的中心与压缩机的其余表面的距离为118mm。
试验的环境条件如下：
-温度：28℃；
-湿度70％。
本试验包含与压缩机壳体中的额定油位的情况相关的6次测量，其在图2中的图中以菱形表示，并且相对于压缩机的壳体中基本上没有油的情况的6次测量在图2中的图中以方形表示，其它条件相等。
试验的工作条件如下：
压缩机速度＝99.9rps；
并且对于热载体流体：
-蒸发温度＝+2.6℃；
-冷凝温度＝+59.8℃；
-递送温度＝81.9℃；
-过热＝12k。
在图2的图中，对于12次测量中的每一次，二次平均值以压电传感器的出口电压(outletvoltage)的首字母缩略词rms(均方根(rootmeansquare))示出，其中电压检测时间为10秒。
详细地，将压电传感器的出口电压的rms值整体表示为vrms，其计算如下：
其中，t＝测量周期，且vm＝压电传感器的出口电压。
所述试验的结果示出了在压缩机充分润滑的情况下参数vrms的值较小以及在润滑不足的情况下较高的vrms值，较小的参数vrms的值对应于压缩机发出的声音振动的较低平均频率，所述声音振动的较高频率对应于该较高的vrms值。
已经示出了本发明如何实现设定的目的和目标，使能够有效地、可靠地并且非侵入性地检测压缩机的非最佳润滑状态。
这也使能够优化系统的运行，同时限制制冷回路中润滑剂的存在。
事实上，润滑剂相对于热载体流体具有较低的热交换能力，并且其在制冷回路中的存在可以减少热载体流体的作用，从而降低系统的效率。
所设想的本发明容许进行多种修改和变型，所有的修改和变型全部落在所附的权利要求的保护范围内。
此外，所有细节可以由其它技术上等效的元件来代替。
在实践中，所使用的材料以及依情况而定的形式和尺寸可根据依情况而定的要求和现有技术水平而改变。
在下面的权利要求中提到的结构特征和技术特征跟随有符号或附图标记的地方，符号或附图标记被使用的目的仅仅在于增加权利要求本身的可理解性，并且因此其不以任何方式构成对仅仅通过示例由符号或附图标记识别的每个元件的解释的限制。