ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С КЛАПАНОМ Российский патент 2019 года по МПК F25B49/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к холодильной установке, к способу функционирования холодильной установки и к способу ее функционирования.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Холодильная установка может быть использована, например, в качестве охладителя жидкостей для охлаждения такой жидкости, как вода, потребляемой жидкости, такой как лимонад или пиво, или другой жидкости. Такие охладители жидкостей широко применяются в промышленности, домашней бытовой технике, питейных заведениях, ресторанах, таких как, например, рестораны быстрого питания, индустрии общественного питания и т.д. Указанная жидкость, охлажденная указанным охладителем жидкостей, часто предназначена для розлива в стеклянную тару. В этом виде индустрии известно использование охладителей жидкостей, содержащих холодильный сосуд, содержащий трубку, содержащую холодильный агент, которая проходит внутри указанного холодильного сосуда. В этом случае охлаждаемая жидкость, такая как вода, может храниться внутри указанного холодильного сосуда, а холодильный агент, который протекает через указанную трубку, может охлаждать воду. Потребляемая жидкость может подаваться через другую трубку, которая погружена в охлажденную воду. Также, охлаждающая жидкость иногда циркулирует через систему трубок для охлаждения нескольких компонентов агрегата, например, такая система трубок может быть установлена вдоль трубки, содержащей потребляемую жидкость, от сосуда охлаждения до крана и/или от контейнера с потребляемой жидкостью до сосуда охлаждения. Также в ряде других применений в домашнем хозяйстве и/или промышленных приложениях одновременно могут использоваться множественные системы охлаждения.

В документе GP 1247580 раскрыта холодильная система, включающая компрессор, конденсатор, трубопровод для жидкости, и охлаждающий блок, где указанный охлаждающий блок содержит кольцевую камеру для холодильного агента, содержащую холодильный агент.

В документе DE 10 2012 204057 также раскрыт теплообменник, содержащий полость, наполненную холодильным агентом, поступающим из испарителя, для того, что регулировать температуру указанного холодильного агента перед его перекачкой в указанный конденсатор.

В WO 2010/118745 А2 раскрыт способ управления работой системы сжатия пара, причем эта система содержит расширительное устройство. Расширительное устройство может преимущественно быть или содержать расширительный клапан. Альтернативно или дополнительно, расширительное устройство может представлять собой или содержать фиксированное отверстие, капиллярную трубку и/или любой другой подходящий тип расширительного устройства.

JP 2000-227259 А раскрывает охлаждающее устройство, в котором ход клапана расширительного клапана регулируется на основе температур, измеренных соответствующими датчиками температуры.

KR 2014-0048620 А раскрывает турбо холодильник, в котором расширительный клапан управляется на основе непосредственно измеренного уровня хладагента в конденсаторе).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Существует необходимость в улучшенных и более эффективных системам охлаждения. Для решения этой задачи, в первом аспекте предоставляется холодильная установка для охлаждения жидкости в соответствии с приложенным п. 1 формулы. Указанная установка содержит:

холодильный агент;

компрессор, конденсатор, расширительное устройство и испаритель, соединенные с возможностью перетекания жидкости с образованием цикла охлаждения;

управляемый клапан, сконфигурированный для управления потоком холодильного агента от указанного конденсатора к указанному испарителю;

по меньшей мере один датчик, сконфигурированный для измерения характеристики указанного холодильного агента;

блок управления, сконфигурированный для получения от по меньшей мере одного датчика информации об измеренной характеристике, использования указанной информации для определения количества указанного холодильного агента, находящегося в части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, и управления управляемым клапаном на основании указанного определенного количества указанного холодильного агента.

Контроллер дополнительно выполнен с возможностью приема информации о производительности, на которой работает компрессор, и для дальнейшего определения указанного количества указанного холодильного агента на основании указанной информации о мощности, при которой работает указанный компрессор.

Эта информация может быть использована для оценки, например, скорости, с которой хладагент вытесняется компрессором. Он может содержать информацию об электрическом токе, потребляемом компрессором, и/или известную настройку компрессора, которая обеспечивает простой способ определения работоспособности компрессора.)

Вышеуказанная установка может использовать доступное количество холодильного агента очень эффективно. Посредством управления указанным клапаном на основании указанного количества холодильного агента, находящегося в части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, это количество холодильного агента может контролироваться с высокой точностью. В конкретных применениях это количество холодильного агента может поддерживаться на небольшом уровне или может поддерживаться близко к предварительно заданному значению, в то время как указанный клапан может управляться таким образом, чтобы указанный клапан закрывался перед тем, как жидкая фаза холодильного агента в указанном конденсаторе истощится, улучшая таким образом функционирование указанной холодильной установки.

В конкретных вариантах осуществления указанной установки, указанной измеренной характеристикой может быть температура или давление, или их комбинация. Одна или несколько характеристик, отличных от температуры или давления, могут измеряться вместо температуры и/или давления или в дополнение к ним. Различные датчики могут быть обеспечены для измерения различных характеристик.

В другом варианте осуществления указанный по меньшей мере один датчик может содержать первый датчик, сконфигурированный для измерения первой характеристики указанного холодильного агента в первой части указанного цикла охлаждения, где первая часть указанного цикла охлаждения является частью от выпускного патрубка указанного расширительного устройства до впускного патрубка указанного компрессора, и указанная первая часть включает указанный испаритель. Первая часть может соответствовать части с низким давлением указанного цикла охлаждения, при этом указанное давление ниже давления во второй части цикла охлаждения.

В еще одном варианте осуществления указанный по меньшей мере один датчик может дополнительно содержит второй датчик, сконфигурированный для измерения второй характеристики указанного холодильного агента во второй части указанного цикла охлаждения, где указанная вторая часть указанного цикла охлаждения является частью от выпускного патрубка указанного компрессора до впускного патрубка указанного расширительного устройства и включает указанный конденсатор. Указанная вторая часть может соответствовать части с высоким давлением указанного цикла охлаждения, при этом указанное давление выше давления в первой части указанного цикла охлаждения.

Указанный блок управления может, в соответствии с другим вариантом осуществления указанной установки, быть сконфигурирован для расчета вытеснения холодильного агента посредством указанного компрессора и пропускной способности холодильного агента через указанное расширительное устройство, и для расчета указанного количества холодильного агента в указанной части указанного цикла охлаждения, включающего указанный конденсатор, на основании указанных вытеснения и пропускной способности. Этот расчет может быть осуществлен на основании значений давления в указанной первой части и давления в указанный второй части. Эти давления могут быть измерены непосредственно или, в качестве альтернативы, могут быть рассчитаны на основании одного или нескольких других измеренных характеристик.

Указанный блок управления может, в соответствии с еще одним вариантом осуществления указанной установки, быть сконфигурирован для управления открытием управляемого клапана для осуществления потока указанного холодильного агента от указанного конденсатора к указанному испарителю, если указанное количество холодильного агента в указанной части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, превысит первое предварительно заданное пороговое значение, и для управления закрытием указанного управляемого клапана для прекращения потока указанного холодильного агента от указанного конденсатора к указанному испарителю, если указанное количество холодильного агента в указанной части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, станет ниже второго предварительно заданного порогового значения. Это позволяет поддерживать указанное количество холодильного агента так, чтобы общий вес холодильного агента внутри в указанной части находился в определенном предварительно заданном диапазоне. Посредством этого можно избежать избытка холодильного агента, собранного в указанном конденсаторе. Также можно избежать ситуации опустошения указанного конденсатора.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления, указанный первый датчик может быть сконфигурирован для измерения первой характеристики указанного холодильного агента внутри указанного испарителя или в трубопроводе от указанного испарителя к указанному компрессору, и указанная установка может дополнительно содержать третий датчик, сконфигурированный для измерения третьей характеристики указанного холодильного агента в трубопроводе от указанного расширительного устройства к впускному патрубку указанного испарителя; при этом указанный блок управления сконфигурирован для определения условия перегрева на основании указанной первой характеристики и указанной третьей характеристики, и для управления управляемым клапаном также на основании указанного определенного условия перегрева. Такое условие перегрева может быть определено, например, посредством сравнения указанной первой измеренной характеристики и указанной третьей измеренной характеристики.

Указанной частью указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, может быть часть, которая идет от выпускного патрубка указанного компрессора к впускному патрубку указанного расширительного устройства и включает указанный конденсатор. Альтернативные определения указанной части также могут быть использованы, например, от указанного конденсатора и выпускной линии указанного конденсатора до управляемого клапана или до указанного расширительного устройства.

Указанный управляемый клапан может образовывать, в соответствии с другим вариантом осуществления, по меньшей мере часть указанного расширительного устройства. Это позволяет использовать клапан с функцией расширения.

Во втором аспекте настоящего изобретения вышеуказанная цель была также достигнута посредством создания способа функционирования холодильной установки в соответствии с пунктом 13 формулы изобретения. Указанный способ включает:

обеспечение холодильного агента;

обеспечение компрессора, конденсатора, расширительного устройства и испарителя, соединенных с возможностью перетекания жидкости с образованием цикла охлаждения;

обеспечение управляемого клапана, сконфигурированного для управления потоком указанного холодильного агента от указанного конденсатора к указанному испарителю;

обеспечение по меньшей мере одного датчика, сконфигурированного для измерения характеристики указанного холодильного агента;

использования указанной измеренной характеристики для определения количества указанного холодильного агента, находящегося в части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, и управление управляемым клапаном на основании указанного определенного количества указанного холодильного агента, при этом определение количества хладагента, хранящегося в части холодильного цикла, содержащего конденсатор, дополнительно основано на информации о производительности, на которой работает компрессор.]

Специалист в данной области техники понимает, что указанные признаки, описанные выше, могут быть скомбинированы любым способом, который может показаться полезным. Более того, модификации и вариации, описанные в отношении указанной системы могут быть подобным же образом применены к указанному способу и к продукту компьютерной программы, и модификации и вариации, описанные в отношении указанного способа, могут быть подобным же образом применены к указанной системе и и к продукту компьютерной программы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Впоследствии, аспекты настоящего изобретения будут разъяснены посредством примеров со ссылкой на указанные чертежи. Указанные чертежи являются схематическими и могут быть не вычерчены в масштабе. Одинаковые элементы могут быть обозначены одинаковыми номерами во всех указанных чертежах.

На Фиг. 1 изображена диаграмма соответствующего холодильной установки.

На Фиг. 2А изображен частично раскрытый рабочий вид теплообменника для охлаждения жидкости.

На Фиг. 2Б изображено поперечное сечение теплообменника с Фиг. 2А.

На Фиг. 3 изображен первый вариант осуществления холодильной установки.

На Фиг. 4 изображен второй вариант осуществления холодильной установки.

На Фиг. 5 изображена блок-схема способа функционирования холодильной установки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Впоследствии, примеры воплощения будут описаны более подробно со ссылкой на указанные чертежи. Однако, следует понимать, что подробности, раскрытые на настоящем описании, приведены исключительно в качестве примеров для помощи в понимании настоящего изобретения и не ограничивают рамки настоящего описания. Специалист в данной области техники способен найти альтернативные варианты осуществления в духе настоящего изобретения, которые не выходят за рамки настоящего изобретения, определенные приложенной формулой изобретения, их эквивалентами.

На Фиг. 1 изображена диаграмма общей системы охлаждения или холодильной установки, способной охлаждать жидкость. В ходе функционирования холодильный агент циркулирует через указанную установку в цикле охлаждения. Указанная система охлаждения содержит испаритель 151, компрессор 157, конденсатор 161 и расширительное устройство 171. Указанным испарителем 151 может быть любой испаритель, известный из уровня техники. Аналогично, указанный компрессор 157, указанный конденсатор 161, и указанное расширительное устройство 171 могут быть известными из уровня техники.

Указанная система охлаждения, изображенная на Фиг. 1, может, помимо прочего, содержать трубку впуска жидкости 158 и трубку выпуска жидкости 170, которые могут быть соединены с возможностью перетекания жидкости посредством трубки 159 внутри указанного испарителя 151. В ходе функционирования жидкость, которую предполагается охлаждать, может перетекать через указанную трубку 159 так, что указанная жидкость, которую предполагается охлаждать, обменивается теплом с указанным холодильным агентом, который может перетекать через трубку 172 указанного испарителя. В конкретных вариантах осуществления, как указанная трубка 159, так и указанная трубка 172 находятся внутри сосуда внутри указанного испарителя 151, при этом указанный сосуд (не показан) содержит жидкость, такую как вода, так что указанный теплообмен происходит через эту жидкость. В других конкретных вариантах осуществления указанная трубка 159 может быть заменена сосудом, содержащим жидкость, которую предполагается охлаждать, а указанная трубка 172 размещена внутри этого сосуда. В других конкретных вариантах осуществления указанная трубка 172 может быть заменена сосудом, содержащим холодильный агент, а указанная трубка 159 размещена внутри этого сосуда. Также возможны другие варианты осуществления указанного испарителя.

Указанная система охлаждения может дополнительно содержать всасывающий трубопровод 155. Один из концов указанного всасывающего трубопровода 155 может быть присоединен с возможностью перетекания жидкости к трубке 172 указанного испарителя 151 и выполнен с возможностью перетекания указанного холодильного агента из указанного испарителя 151 к указанному компрессору 157. Другой конец указанного всасывающего трубопровода 155 может быть функционально присоединен к указанному компрессору 157. Указанный компрессор 157 может быть выполнен с возможностью перетекания указанного холодильного агента из указанного испарителя 151 к указанному компрессору 157 через указанный всасывающий трубопровод 155. Указанный компрессор 157 может быть предназначен для сжатия указанного холодильного агента, поступившего из указанного всасывающего трубопровода 155. Указанная система охлаждения может дополнительно содержать выпускной трубопровод 159, соединяющий с возможностью перетекания жидкости указанный компрессор 157 с указанным конденсатором 161 и выполненный с возможностью перетекания сжатого холодильного агента из указанного компрессора 157 к указанному конденсатору 161. Указанный конденсатор 161 может быть предназначен для конденсирования сжатого холодильного агента, поступившего из указанного компрессора. Указанным конденсатором 161 может быть любой подходящий конденсатор, известный из уровня техники.

В конкретных вариантах осуществления, указанный испаритель 151 может быть выполнен с возможностью заполнения жидкостью, которую предполагается охлаждать, в то время как холодильный агент может проходить через трубку, размещенную внутри указанного испарителя таким образом, что указанная трубка, наполненная холодильным агентом, проходит сквозь жидкость, которую предполагается охлаждать, охлаждая таким образом эту жидкость.

В конкретных вариантах осуществления указанный испаритель 151 может быть выполнен с возможностью заполнения холодильным агентом, в то время как жидкость, которую предполагается охлаждать, может проходить через трубку, размещенную внутри указанного испарителя таким образом, что указанная трубка, заполненная жидкостью, которую предполагается охлаждать, проходит сквозь указанный холодильный агент, таким образом охлаждаясь. На Фиг. 2А изображен пример испарителя, функционирующего таким образом.

На Фиг. 2А изображен частично раскрытый рабочий вид теплообменника для охлаждения жидкости, который может функционировать в качестве указанного испарителя в цикле охлаждения. Указанный теплообменник содержит сосуд 201, содержащий холодильный агент. Указанный сосуд 201 имеет камеру 203 с впускным патрубком 211 и выпускным патрубком 209 для транспортировки указанного холодильного агента в указанную камеру 203 и из нее. Указанная трубка 207 соответствует указанной трубке 159, изображенной на Фиг. 1 и используемой для транспортировки жидкости, которую предполагается охлаждать, через указанный испаритель. В процессе протекания через указанную трубку 159, жидкость, которую предполагается охлаждать, обменивается теплотой с указанным холодильным агентом внутри камеры 203 через стенку указанной трубки 159. Трубка впуска жидкости 258 и трубка выпуска жидкости 270 для жидкости, которую предполагается охлаждать, также изображены на указанном чертеже. Указанная трубка 207 может совершать по меньшей мере один виток вокруг внутренней стенки 205 указанных сосуда 201 или камеры 203.

Однако, указанная трубка 207 может быть выполнена с множеством витков вокруг внутренней стенки 205 в форме спирали. Указанным множеством витков может быть любое количество так, чтобы указанная трубка была выполнена с возможностью заполнения предварительно заданного количества объема указанного внутреннего пространства 203. Однако, это не является ограничением. Например, указанная трубка может быть выполнена с возможностью заполнения по меньшей мере двух третей указанного объема указанного внутреннего пространства. В качестве альтернативы, указанная трубка может иметь любой размер.

В примере, изображенном на Фиг. 2А, указанный сосуд имеет тороидальную форму или форму бублика. Это позволяет заполнить камеру 203 трубкой 207 эффективно без выполнения резких поворотов указанной трубки 207. Указанный всасывающий трубопровод 209 соединяет камеру с компрессором 157, а указанная трубка 211 соединяет с возможностью перетекания жидкости указанную камеру с указанным расширительным устройством. Однако, указанный испаритель не ограничен какой-либо конкретной формой в контексте настоящего изобретения.

На Фиг. 2Б изображено поперечное сечение в продольном направлении части указанного теплообменника для охлаждения жидкости, изображенного на Фиг. 2А. Изображена указанная трубка 207, проходящая через внутренне пространство 203 несколькими витками вокруг внутренней стенки 205. Внутренне пространство 203 может быть заполнено жидким холодильным агентом до уровня, отмеченного номером 220 на Фиг. 2Б. Оставшееся указанное внутреннее пространство 203 может быть заполнено газообразным холодильным агентом, то есть, указанным холодильным агентом в его газообразной форме. Указанный уровень 220 жидкого холодильного агента может быть выбран в соответствии с требованиями применяемого аппарата.

Может быть желательно иметь в указанном испарителе как можно больше холодильного агента, поскольку в этом случае жидкость, которую предполагается охлаждать, может охлаждаться более эффективно. С другой стороны, может быть желательно иметь вне указанного испарителя как можно меньше холодильного агента, поскольку та часть указанного холодильного агента, которая находится вне указанного испарителя, не вносит вклад в охлаждение жидкости, которую предполагается охлаждать.

На Фиг. 3 изображена диаграмма системы охлаждения, в которой происходит циркуляция холодильного агента в цикле охлаждения. Указанная система охлаждения содержит компрессор 301, конденсатор 302, управляемый клапан 303, расширительное устройство

304 и испаритель 305. Эти компоненты 301, 302, 303, 304, 305 соединены с возможностью перетекания жидкости с образованием указанного цикла охлаждения. Из уровня техники известно множество вариантов осуществления указанных компрессора, конденсатора, клапана, расширителя и испарителя. Например, указанный клапан 303 и указанное расширительное устройство 304 могут быть объединены посредством использования расширительного клапана.

Впоследствии, указанный испаритель 305 будет описан более подробно. Следует отметить, что на Фиг. 3, указанные компрессор 301, конденсатор 302, клапан 303 и расширитель 304 изображены символически для указания на то, что могут использоваться любые подходящие устройства.

Однако, указанный испаритель 305 изображен более детально для изображения его определенных аспектов. Тем не менее, следует понимать, что изображенный испаритель

305 приведен исключительно в качестве примера и может быть заменен другим подходящим типом испарителя, таким как один из других типов испарителей, раскрытых в настоящем описании.

Указанный испаритель 305, изображенный на Фиг. 3, имеет сосуд 323 с внутренним пространством 326, ограниченным внутренним пространством 328 стенок сосуда 318. В варианте осуществления, приведенном в качестве примера, необязательный изоляционный слой 319 покрывает стенки указанного сосуда 318, чтобы обеспечить термоизоляцию. Указанный сосуд 323 содержит впускной патрубок 324 для транспортировки холодильного агента во внутреннее пространство 326 и выпускной патрубок 325 для транспортировки холодильного агента из указанного внутреннего пространства 326. Чтобы обеспечить функцию испарителя, указанный холодильный агент содержат под давлением во внутреннем пространстве 326, частично в жидкой фазе 313 и частично в газообразной фазе 314. Часть трубки 310 размещена внутри внутреннего пространства 326. Внешняя поверхность указанной части трубки 310 может находиться в непосредственном контакте с холодильным агентом 313, 314, чтобы обеспечивать эффективный теплообмен. Первый конец 308 указанной части трубки 310 закреплен в первом отверстии указанного сосуда 323, а второй конец 309 указанной части трубки 310 закреплен во втором отверстии указанного сосуда 323, чтобы обеспечить перетекание жидкости внутрь и/или из указанной части трубки 310 через указанное первое отверстие и указанное второе отверстие. Может быть выполнено большее количество таких частей трубок и отверстий, например, чтобы обеспечить перетекание множества жидкостей, которые предполагается охлаждать, в раздельных трубках. Часть указанной части трубки 310 показана погруженной в жидкий холодильный агент 313. Также, часть указанной трубки показана выше уровня жидкого холодильного агента, окруженная газообразным холодильным агентом 314. В процессе функционирования жидкий холодильный агент 313 испаряется вследствие теплообмена между указанным холодильным агентом 313 и жидкостью внутри указанной части трубки 310.

Указанный сосуд 323, изображенный на Фиг. 3, имеет не форму тороида (ср. Фиг. 2А), а прямоугольную форму. Указанная трубка 310 делает несколько поворотов внутри указанной камеры 326.

В другом случае, указанный испаритель может функционировать так же как указанный испаритель, изображенный на Фиг. 2А и 2Б. Указанные отверстия могут принимать концы указанных трубок 308, 309 так, что холодильный агент не может проникнуть или покинуть внутреннее пространство через указанное отверстие, и никакая другая жидкость с внешней стороны указанного сосуда 323 не может проникнуть через указанное отверстие внутрь внутреннего пространства 326. Однако, обмен жидкостей в указанной часть трубки 310 и из нее сделан возможным. Далее, впускной патрубок 324 и выпускной патрубок 325 указанного сосуда 323 присоединены к трубке 311, 312 для транспортировки указанного холодильного агента из указанного расширительного устройства 304 во внутреннее пространство 326 и из внутреннего пространства 326 в указанный компрессор 301. Впускной патрубок 324, как показано, расположен ниже уровня жидкости холодильного агента. Однако, впускной патрубок 324 также может быть расположен выше уровня жидкости холодильного агента в других вариантах осуществления. Выпускной патрубок 325 может быть расположен в верхней части указанного внутреннего пространства 326, или по меньшей мере выше уровня жидкости холодильного агента внутри внутреннего пространства. В этом случае, может быть предотвращено попадание жидкого холодильного агента в указанный компрессор 301. Однако, выпускной патрубок также может быть расположен ниже уровня жидкого холодильного агента в альтернативных воплощениях. Следует отметить, что в процессе функционирования уровень жидкого холодильного агента может варьироваться и жидкий холодильный агент может распыляться по всему указанному сосуду 323, в то время как пузырьки газообразного холодильного агента движутся вверх.

Как указано выше, указанный испаритель 305 может быть заменен любым другим подходящим типом испарителя. Впоследствии описано как посредством управляемого клапана 303 может управляться поток холодильного агента через указанный цикл охлаждения. Эта концепция также может быть применена к холодильной установке, имеющей испаритель другого типа. В конфигурации, изображенной на Фиг. 3, этот управляемый клапан 303 расположен между указанным конденсатором 302 и указанным расширительным устройством 304. Также обеспечивается датчик 330 на впускном патрубке указанного компрессора 301 для измерения характеристики указанного холодильного агента, который поступает в указанный компрессор 301. Этой характеристикой может быть, например, температура или давление.

Указанный клапан 303 может быть открытом и закрытом положении, при этом в открытом положении холодильный агент может перетекать от указанного конденсатора 302 через указанное расширительное устройство 304 к указанному испарителю 305, а в закрытом положении холодильный агент не может перетекать от указанного конденсатора 302 к указанному испарителю 305.

Указанная установка дополнительно содержит блок управления 300. Этот блок управления может содержать, например, подходящий микроконтроллер или процессор (не показан) и устройство памяти (также не показано) для хранения программного обеспечения с инструкциями, которые указанный микроконтроллер или процессор сконфигурированы выполнять. Также возможен альтернативный вариант осуществления контроллера 300, например посредством ПЛИС (программируемой логической интегральной схемы) или специализированной электронной платы.

Указанный датчик 330 функционально связан с указанным блоком управления 300 проводным или беспроводным способом так, что значения, обозначающие измеренную характеристику, регулярно посылаются с указанного датчика 330 в указанный блок управления 300. Указанный блок управления 300 получает информацию об измеренной характеристике и использует эту информацию для управления указанным клапаном 303. Также, указанный компрессор 301 посылает информацию о его текущей рабочей мощности в указанный блок управления 300, который получает эту информацию. Это обозначено посредством пунктирных или прерывистых линий на Фиг. 3. Указанная информация о характеристике, полученная от указанного датчика 330 может быть использована для определения, например, давление в первой части указанного цикла охлаждения, где первая часть идет от выпускного патрубка указанного расширительного устройства 311 до впускного патрубка указанного компрессора 301 и включает указанный испаритель 305. Указанная информация об указанной рабочей мощности указанного компрессора 301 может быть использована указанным блоком управления 300 для оценки разницы давления между выпускным патрубком и впускным патрубком указанного компрессора 301. Используя давление в указанной первой части указанного цикла охлаждения и указанную разницу давлений, указанный блок управления 300 может рассчитать давление во второй части указанного цикла охлаждения, где указанная вторая часть идет от выпускного патрубка указанного компрессора 301 до впускного патрубка указанного расширительного устройства 304 и включает указанный конденсатор 302. Указанная разница давлений также может быть использована для расчета потока холодильного агента через указанное расширительное устройство 304. Таким образом могут быть рассчитаны как поток холодильного агента в указанный конденсатор 302, так и поток холодильного агента из указанного конденсатора 302. Это позволяет оценить указанное количество холодильного агента внутри указанного конденсатора 302 (или указанного количества холодильного агента внутри указанной второй части указанного цикла охлаждения).

Указанный блок управления 300 может быть запрограммирован, чтобы иметь заданное значение для указанного количества холодильного агента внутри указанного конденсатора 302 (или указанного количества холодильного агента внутри указанной второй части указанного цикла охлаждения). Если рассчитанное количество холодильного агента выше заданного значения, указанный блок управления 300 может выдать команду на открытие указанного клапана 303. Если рассчитанное количество холодильного агента ниже заданного значения, указанный блок управления 300 может выдать команду на закрытие указанного клапана 303. В конкретных вариантах осуществления, если рассчитанное количество холодильного агента находится близко к заданному значению, указанный блок управления 300 может выдать команду указанному клапану занять положение между полностью закрытым положением или полностью открытым положением, так чтобы указанный клапан был открыт незначительно или был в промежуточном положении.

На Фиг. 4 изображена диаграмма системы охлаждения, осуществляющей циркуляцию холодильного агента в цикле охлаждения. Указанная система охлаждения содержит испаритель 405, компрессор 421, конденсатор 403, блок управления 400, клапан 401 и расширительное устройство 414. Также изображены первый датчик давления 402, первый датчик температуры 404, второй датчик давления датчик 406 и второй датчик температуры 408. Указанный испаритель 405 может содержать сосуд 415, аналогично тому, как это изображено на Фиг. 2А-2Б или Фиг. 3, с трубкой впуска жидкости 418 и трубкой выпуска жидкости 419. В качестве альтернативы, указанным испарителем 405 может быть любой подходящий испаритель, известный из уровня техники.

Указанная система охлаждения может дополнительно содержать всасывающий трубопровод 412. Один из концов указанного всасывающего трубопровода 412 может быть присоединен с возможностью перетекания жидкости к выпускному патрубку указанного испарителя 405 и выполнен с возможностью перетекания холодильного агента из указанного испарителя 405 по направлению к указанному компрессору 421. Другой конец указанного всасывающего трубопровода 412 может быть дополнительно функционально соединен с указанным компрессором 421. Указанный компрессор 421 может быть выполнен с возможностью обеспечения потока указанного холодильного агента из указанного испарителя 405 в указанный компрессор 421 через указанный всасывающий трубопровод 412. Указанный компрессор 421 может быть выполнен с возможностью сжатия холодильного агента, полученного из указанного всасывающего трубопровода 412. Указанная система охлаждения может дополнительно содержать отводящую линию 409, соединяющую с возможностью перетекания жидкости указанный компрессор 421 с указанным конденсатором 403 и выполненную с возможностью перетекания сжатого холодильного агента из указанного компрессора 421 к указанному конденсатору 403. Указанный конденсатор 403 может быть предназначен для конденсирования сжатого холодильного агента, поступившего из указанного компрессора 421. Указанным конденсатором 403 может быть любой подходящий конденсатор, известный из уровня техники.

Указанная система охлаждения может дополнительно содержать выпускную линию 411, соединяющую с возможностью перетекания жидкости указанный конденсатор 403 с управляемым клапаном 401. Указанная система охлаждения может дополнительно содержать линию 431, соединяющую с возможностью перетекания жидкости указанный клапан 401 с указанным испарителем 405. Указанный клапан 401 может содержать элемент конструкции клапана 430, который может перемещаться, открывая и закрывая указанный клапан. Указанным клапаном 401 может быть соленоидный клапан, шаровой клапан или любой другой подходящий клапан. Указанный элемент конструкции клапана 430 указанного клапана 401 может быть выполнен с возможностью управления указанным блоком управления 400 между открытым и закрытым положениями. Открытое положение указанного клапана 401 может позволять холодильному агенту перетекать от указанного конденсатора 403 к указанному испарителю 405 через указанное расширительное устройство 414. Закрытое положение указанного клапана 401 предотвращает перетекание холодильного агента от указанного конденсатора 403 к указанному испарителю 405. Указанное расширительное устройство 414 может быть расположено с возможностью перетекания жидкости между указанным клапаном 401 и указанным испарителем 405. Указанное расширительное устройство 414 может содержать, например, капиллярную трубку. Указанное расширительное устройство 414 может быть расширительным клапаном. Указанный клапан 401 также может обеспечивать функцию расширительного устройства, и поэтому указанное расширительное устройство 414 может быть интегрировано с указанным клапаном 401. Указанным расширительным устройством 414 может быть любой подходящий тип расширителя.

Указанный первый датчик давления 402 и указанный первый датчик температуры 404 предназначены, соответственно, для измерения давления и температуры в указанном всасывающем трубопроводе 412. Указанный второй датчик давления 406 и указанный второй датчик температуры 408 могут быть предназначены, соответственно, для измерения давления и температуры в отводящей линии 409. Указанный первый датчик давления 402 и указанный первый датчик температуры 404 могут быть выполнены с возможностью измерения давления и температуры в любой точке указанного всасывающего трубопровода 412.

Предпочтительно, указанный первый датчик давления 402 и указанный первый датчик температуры 404 выполнены с возможностью измерения давления и температуры в указанном всасывающем трубопроводе 412 в точке указанного всасывающего трубопровода 412, расположенной поблизости к указанному компрессору 421. В качестве альтернативы, указанный первый датчик давления 402 и/или указанный первый датчик температуры 404 могут быть предназначены, соответственно, для измерения давления и температуры в линии 431 между указанным расширительным устройством и указанным испарителем. Указанный второй датчик давления 406 и указанный второй датчик температуры 408 могут быть выполнены с возможностью измерения давления и температуры в любой точке указанной отводящей линии 409. Предпочтительно, указанный второй датчик давления 406 и указанный второй датчик температуры 408 выполнены с возможностью измерения давления и температуры указанной отводящей линии 409 в точке указанной отводящей линии 409, расположенной поблизости от указанного конденсатора 403. В качестве альтернативы, указанный второй датчик давления 406 и/или указанный второй датчик температуры 408 могут быть предназначены, соответственно, для измерения давления и температуры в выпускной линии 411 указанного конденсатора 403. Указанным первым датчиком давления 402 и указанным вторым датчиком давления 406 могут быть подходящие датчики давления любого типа и они могут быть присоединены соответственно к указанному всасывающему трубопроводу 412 и отводящей линии 409 любым подходящим способом, который позволяет измерять давление жидкости, проходящей соответственно через указанный всасывающий трубопровод 412 и указанную отводящую линию 409. Указанным первым датчиком температуры 404 и указанным вторым датчиком температуры 408 могут быть подходящие датчики температуры любого типа и они могут быть соответственно присоединены к указанному всасывающему трубопроводу 412 и указанной отводящей линии 409 любым подходящим способом, который позволяет измерять температуру жидкости (холодильного агента), проходящей соответственно через указанный всасывающий трубопровод 412 и указанную отводящую линию 409.

Примером датчика давления, который может быть использован, является трансмиттер давления (РТ), который превращает давление в линейный электрический выходной сигнал. Примером воплощения трансмиттера давления может служить пьезо-резистивный чип, помещенный в капсулу с маслом. Примером датчика температуры является терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) сопротивления. Эти примеры датчиков давления и датчиков температуры как таковые известны из уровня техники. Также могут использоваться другие типы датчиков давления и датчиков температуры в различных воплощениях, раскрытых в настоящем описании.

Указанный первый датчик давления 402, указанный первый датчик температуры 404, указанный второй датчик давления 406 и/или указанный второй датчик температуры 408 могут быть связаны с указанным блоком управления 400 проводным или беспроводным способом так, что указанный блок управления 400 может регулярно получать сигналы с информацией о первой температуре, измеренной посредством указанного первого датчика температуры 404, второй температуре, измеренной посредством указанного второго датчика температуры 408, первом давлении, измеренном посредством указанного первого датчика давления 402, и/или втором давлении, измеренном посредством указанного второго датчика давления 406.

Указанный блок управления 400 может управлять указанным клапаном 401 между открытым и закрытым положениями (или промежуточным положением) на основании указанной первой температуры, измеренной посредством указанного первого датчика температуры 404, указанной второй температуры 408, измеренной посредством указанного второго датчика температуры, указанного первого давления, измеренного посредством указанного первого датчика давления 402, и/или указанного второго давления, измеренного посредством указанного второго датчика давления, посредством соответствующего сигнала управления.

Указанный блок управления 400 может определять плотность указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412 на основании указанного первого давления, измеренного посредством указанного первого датчика давления 402, например, с использованием термодинамической таблицы предельных значений для конкретного вещества, используемого в качестве холодильного агента. Указанный блок управления 400 также может определять плотность указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412 указанного компрессора 421 на основании указанный первый температуры, измеренной посредством указанного первого датчика температуры 404, например, с использованием указанной термодинамической таблицы.

Указанный блок управления 400 может дополнительно получать другие входные сигналы, например, информацию о мощности, при которой указанный компрессор 421 работает в настоящее время. Указанный компрессор 421 может содержать цилиндры. Часть указанных цилиндров указанного компрессора 421 может быть активирована или дезактивирована для управления мощностью указанного компрессора. Указанный блок управления 400 может дополнительно получать информацию о скорости, при которой работает указанный компрессор 421 (например, количество оборотов в единицу времени), количестве активированных или дезактивированных цилиндров, и т.д.. Также, указанный блок управления 400 может получать информацию об объеме холодильного агента, вытесненного указанным компрессором 421 за один оборот. Указанный блок управления 400 также может получать информацию или рассчитывать количества времени, в течение которого работает указанный компрессор 421. Указанный блок управления может рассчитывать указанный объем холодильного агента, который был вытеснен указанным компрессором 421 в заданный интервал времени на основании объема холодильного агента, вытесненного указанным компрессором 421 за один оборот, продолжительности интервала времени и скорости, при которой указанный компрессор 421 работает, в оборотах в единицу времени. В качестве альтернативы могут использоваться другие способы определения объема указанного холодильного агента, который прошел через указанный компрессор 421. Например, вытеснение холодильного агента в секунду может быть определено на основании определенной настройки указанного компрессора 421. В этом случае могут использоваться таблицы преобразований, содержащие соответствия различных настроек указанного компрессора и различных объемов вытеснения.

Указанный блок управления 400 может рассчитывать указанный весовой расход холодильного агента в указанном конденсаторе 403 на основании объема холодильного агента, вытесненного указанным компрессором 421, и массовой плотности указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412.

Указанный блок управления 400 использовать все или некоторые из входных сигналов для управления указанным клапаном 401 между открытым и закрытым положениями.

Указанный блок управления 400 может рассчитывать указанный весовой расход холодильного агента, выходящего из указанного конденсатора 463 на основании пропускной способности холодильного агента через указанное расширительное устройство 414. Эта пропускная способность может быть получена в результате тестирования или посредством конструирования указанного расширительного устройства 414. Указанная пропускная способность может зависеть от разницы давлений между указанной выпускной линией 411 указанного конденсатора 411, идущей по направлению к указанному клапану 401 и расширителю 414, и указанной линией 431, идущей от указанного расширительного устройства 414 к указанному испарителю 405. Расчетными значениями этих давлений является давление, полученное путем измерений, выполненных датчиками 402, 404, 406, 408.

Указанный блок управления 400 может дополнительно получать информацию о мощности вентилятора указанного конденсатора 403 и рабочей поверхности указанного вентилятора, то есть, поверхности указанной трубки внутри указанного конденсатора 403, через который протекает указанный холодильный агент. Это может предоставлять информацию о том, насколько быстро указанный холодильный агент конденсируется внутри указанного конденсатора 403.

Указанный блок управления 400 может рассчитывать указанный весовой расход холодильного агента, входящего в указанный конденсатор 403, и указанный весовой расход холодильного агента, выходящего из указанного конденсатора 403. Указанный блок управления 400 может рассчитывать указанный весовой расход холодильного агента, входящего в указанный конденсатор 403, посредством расчета вытеснения указанного компрессора 421. Это может быть рассчитано на основании указанной рабочей мощности указанного компрессора 421. Указанная рабочая мощность указанного компрессора 421 может быть определена на основании текущей настройки указанного компрессора 421 и его спецификации. Например, указанная рабочая мощность в терминах вытесненного объема в единицу времени может быть определена на основании текущей настройки указанного компрессора 421 с использованием таблицы преобразований. Указанная вытесненная масса в единицу времени может быть рассчитана на основании указанного вытесненного объема в единицу времени и массовой плотности указанного вытесненного холодильного агента.

Также, указанный блок управления 400 может рассчитывать указанный весовой расход холодильного агента, выходящего из указанного конденсатора 403, на основании давления указанного холодильного агента на обоих концах указанного расширительного устройства 414 и характеристик указанного расширительного устройства 414. Например, объем холодильного агента, который протекает через указанное расширительное устройство 414 в единицу времени, может быть найден из таблицы преобразований, которая содержит соответствие между разницей давлений и объемом в единицу времени.

Указанная массовая плотность указанного холодильного агента может быть определена из термодинамической таблицы преобразований на основании указанного давления или указанной температуры. Указанная термодинамическая таблица обеспечивает соответствие между, среди прочего, температурой, давлением и массовой плотностью указанного холодильного агента в условиях насыщения. Поскольку указанная термодинамическая таблица позволяет определять указанное давление на основании измеренной температуры, а также определять температуру на основании измеренного давления, используемые датчики 402, 404, 406, 408 может быть датчиками температуры или датчиками давления. С использованием как датчиков температуры, так и датчиков давление может быть улучшена точность может быть и/или определены особые обстоятельства, такие как протечка или перегрев, с использованием указанного блока управления 400.

Посредством слежения за указанным весовым расходом поступления в указанный конденсатор 403 и весовым расходом выхода из указанного конденсатора 403 может рассчитываться масса холодильного агента внутри указанного конденсатора 403 посредством добавления массы, которая поступает в указанный конденсатор 403, и вычитания массы, которая выходит из указанного конденсатора 403.

Указанный блок управления 400 может управлять указанным клапаном 401 с целью его открытия или закрытия на основании массы холодильного агента внутри указанного конденсатора 403. Указанный блок управления 400 может открывать указанный клапан 401, чтобы позволить перетекание холодильного агента из указанного конденсатора 403 в указанный испаритель 405, если масса холодильного агента в указанном конденсаторе 403 превысит первое предварительно заданное пороговое значение. Указанный блок управления 400 может закрывать указанный клапан 401 для предотвращения перетекания холодильного агента из указанного конденсатора 403 в указанный испаритель 405, если масса холодильного агента в указанном конденсаторе станет ниже второй предварительно заданной пороговой величины. В настоящем описании, указанное первое предварительно заданное пороговое значение может быть больше, чем (или равно) указанному второму предварительно заданному пороговому значению.

В конкретных вариантах осуществления, указанная система охлаждения может содержать третий датчик температуры 420, выполненный с возможностью измерения температуры в линии 431, идущей от указанного расширительного устройства 414 к впускному патрубку 407 указанного испарителя 415. Если температура, измеренная посредством указанного третьего датчика температуры 420, повышается по отношению к температуре, измеренной посредством указанного первого датчика температуры 404, который в настоящем примере размещен на выпускном патрубке указанного испарителя 415, это является индикатором того, что холодильный агент в выпускной линии 411 указанного конденсатора 403 является не жидким, а газообразным. В этом случае, указанный блок управления 400 может быть сконфигурирован для закрытия указанного клапана 401. Дополнительно, указанный блок управления 400 может быть сконфигурирован для переустановки значения, обозначающего массу холодильного агента внутри указанного конденсатора 403, на значение по умолчанию (например, ноль или значение, полученное на основании массовой плотности газообразного холодильного агента, принимая во внимание условия давления внутри указанного конденсатора 403), если будет обнаружен перегрев. Это позволяет получить хорошо определенное начальное значение для массы холодильного агента внутри указанного конденсатора 403.

Указанный блок управления 400 может рассчитывать указанную рабочую мощность указанного компрессора 421 на основании электрического тока, который потребляет указанный компрессор 421 (например, с помощью трансформатора). Этот ток является хорошим индикатором указанной рабочей мощности указанного компрессора 421. Значения тока могут быть сопоставлены со значениями рабочей мощности посредством подходящий таблицы преобразований. В других вариантах осуществления, датчиком 420 может быть датчик давления (ср. ниже).

На Фиг. 5 изображена блок-схема стадий, которые могут быть осуществлены посредством указанного блока управления 300 или 400 в ходе функционирования. Указанный способ начинается на стадии 501. На стадии 502, указанный блок управления 300 или 400 рассчитывает плотность холодильного агента в указанной первой части указанного цикла охлаждения, например, в точке всасывания указанного компрессора 301, 421. Более конкретно, может быть плотность холодильного агента рядом с точкой всасывания указанного компрессора 301, 421. Давление всасывания 512 и/или температура всасывания 513, которые могут быть измерены посредством датчиков 330, 402, 404, например, могут быть использованы в качестве релевантных входных значений. Указанная таблица значений насыщения 511 может быть использована в качестве ссылки при расчетах.

На стадии 503, указанный блок управления 300, 400 рассчитывает плотность указанного холодильного агента в указанной второй части указанного цикла охлаждения, в частности в точке конденсации, рядом с выпускным патрубком указанного конденсатора 302, 403. Выпускное давление 514 указанного компрессора 301, 421 может быть использованное в качестве релевантного входного значения. Также, температура 515 жидкого холодильного агента в выпускном патрубке указанного конденсатора 302, 403 может быть использована в качестве релевантного входного значения. В этом случае, датчик температуры 408 может быть размещен на выпускной линии 411 указанного конденсатора 403.

На стадии 504 рассчитывается указанный весовой расход холодильного агента в указанном конденсаторе 302, 403. Этот расчет производят на основании рассчитанной плотности в точке всасывания указанного компрессора 301, 421, и на основании мощности указанного компрессора 301, 421 в терминах вытесненного объема в единицу времени.

На стадии 505 рассчитывается указанный весовой расход холодильного агента, покидающего указанный конденсатор 302, 403. Этот расчет производят на основании известной пропускной способности указанного расширительного устройства 304, 414 в терминах пропускной способности объема в единицу времени, принимая во внимание давление перед указанным расширительным устройством 304, 414 и после него.

На стадии 506 рассчитывается указанное количество холодильного агента внутри указанного конденсатора 302, 403. Вместо указанного количества холодильного агента внутри указанного конденсатора 302, 403 может, например, быть использовано указанное количество холодильного агента внутри указанной второй части указанного цикла охлаждения. Это количество холодильного агента может быть рассчитано, начиная с предыдущего количества холодильного агента в определенное время t, путем добавления указанного количества холодильного агента, которое было вытеснено указанным компрессором 301, 421 в течение интервала времени от t до t+Δt, при этом Δt является продолжительностью времени, которая может быть, например, в диапазона от 0,01 до 1 секунды, и вычитания указанного количества холодильного агента, который прошел через указанное расширительное устройство 304, 414 в указанный интервал времени от t до t+Δt. Начальное значение указанного количества холодильного агента может быть определено на заводе при заполнении указанной холодильной установки холодильным агентом. Также, в случае перегрева, указанное количество холодильного агента внутри указанного конденсатора 302, 403 может быть переустановлено на ноль, Например, следует отметить, что измеренные давления и/или температуры, использовавшиеся на стадиях 502, 503, и 504, относятся к интервалу времени от t до t+Δt.

На стадии 507, указанным клапаном 303, 401 управляют для приведения его в некое положение, такое как закрытое или открытое положение (необязательно, могут быть выставлены промежуточные положения). В этом случае, указанное определенное количество холодильного агента в указанном конденсаторе 302, 403 сравнивают с заданной величиной 516. Указанное значение заданной величины 516 может быть конструктивным параметром указанной холодильной установки. Если указанное количество холодильного агента в указанном конденсаторе 302, 403 меньше, чем указанная заданная величина системы, указанный клапан 303, 401 переводят в закрытое положение. Если указанное количество холодильного агента в выпускном патрубке указанного конденсатора 302, 403 выше, чем указанная заданная величина системы, указанный клапан 303, 401 переводят в открытое положение. Также возможен более сложный алгоритм управления. Например, различные пороговые значения могут быть использованы для срабатывания закрывания и открывания указанного клапана 303, 401.

На стадии 508 определяют следует ли продолжить указанный процесс. Если определено, что указанный процесс закончен, например, если указанная холодильная установка выключена, указанный процесс останавливают на стадии 510. В другом случае, задержка 509 может быть применена так, что указанный блок управления 300, 400 может находиться в режиме ожидания в течение некого периода времени. Продолжительность этого периода времени ожидания может быть Δt минус время работы, затраченное на расчеты. После этого периода ожидания указанный процесс повторяют со стадии 502.

Несколько примеров будут разъяснены в настоящем описании со ссылкой на Фиг. 4. Упомянутые значения приведены исключительно в качество примеров.

Сначала рассчитывают заданную величину для указанной системы. Указанную заданную величину рассчитывают как целевой процент объема указанного конденсатора в жидкой линии 411 указанного конденсатора 403 так, чтобы она была заполнена жидким холодильным агентом. Указанная заданная величина может быть выражена, например, в виде процента указанного объема указанного конденсатора 403. Объем пространства для холодильного агента внутри указанного конденсатора 403 может быть известен или может быть рассчитан на основании рабочих условий указанного конденсатора 403. Этот объем указанного конденсатора 403 может быть рассчитан любым подходящим способом. Также может быть рассчитана плотность указанного холодильного агента в жидкой линии 411. В этом примере, объем указанного конденсатора 403 составляет 0,8 кубического дециметра. Например, плотность указанного холодильного агента в жидкой линии указанного конденсатора 403 может быть определена как 487,8 г/л. Процент указанного объема конденсатора, который должен быть заполнен жидким холодильным агентом выбирают, например, равным 4%. На основании массовой плотности указанного холодильного агента в выпускном патрубке линии 411 указанного конденсатора 403 и целевого процента объема указанного конденсатора, который должен быть заполнен жидким холодильным агентом, может быть рассчитана соответствующая целевая масса жидкого холодильного агента в выпускном патрубке линии 411 указанного конденсатора 403 и использована в качестве заданной величины для указанной системы. В этом случае, целевая масса жидкого холодильного агента составляет 0,8 кубического дециметра, умноженная на 0,04 и умноженная на 487,8 г/л. Это равно заданной величине, равной 15,6 грамма.

Например, указанный блок управления 400 может быть сконфигурирован для измерения рабочих условий указанного компрессора 421 каждую 1/10 секунды и для расчета весового расхода в указанном конденсаторе 403 каждую 1/10 секунды. Конечно же, в качестве альтернативы может быть использован другой подходящий интервал времени. Указанный блок управления 400 получает от датчика 402 значение давления в указанном всасывающем трубопроводе 412 и/или значение давления в линии 431, идущей от указанного расширительного устройства 414 к указанному испарителю 415, с датчика (давления) 420, или посредством расчета (поиска в таблице) и использования термодинамической таблицы для определения плотности указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412. Указанный блок управления также может получать сигналы, содержащие информацию о температуре в указанном всасывающем трубопроводе 412 (датчик 404) и/или температуре в линии 431 (датчик температуры 420), и использовать ссылку в указанной термодинамической таблице для определения плотности указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412.

В конкретном примере, температура в указанном всасывающем трубопроводе 412 может составлять 3 градуса Цельсия. Плотность указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412 может составлять 11,9 грамма на литр. Эта плотность может быть найдена в указанной термодинамической таблице. Используя информацию о мощности, при которой функционирует указанный компрессор 421, указанный блок управления 400 рассчитывает вытеснение холодильного агента указанным компрессором 421. Например, указанное вытеснение указанным компрессором 421 составляет 17,9 кубических сантиметров за оборот.

Объем холодильного агента, вытесненного указанным компрессором 421, может быть рассчитан, например, как вытеснение указанным компрессором 421 за оборот, умноженное на количество оборотов в секунду указанного компрессора 421, умноженное на продолжительность интервала времени, в течение которого производят вычисления. В этом примере, количество оборотов в секунду указанного компрессора 421 составляет 51, а продолжительность интервала времени составляет 0,1 секунды. Следовательно, объем холодильного агента, вытесненного указанным компрессоров 421, составляет 17,9 кубических сантиметров на оборот, умноженных на 51 оборот в секунду, умноженный на 0,1 секунды, что составляет объем холодильного агента, вытесненного указанным компрессором, равный 91,26 кубических сантиметров.

Умножение объема холодильного агента, вытесненного указанным компрессором 421, на плотность указанного холодильного агента в указанном всасывающем трубопроводе 412 дает весовой расход холодильного агента в указанном конденсаторе 403.

Указанный блок управления 400 может производить измерения каждую 1/10 секунды или через любой другой подходящий интервал рабочих условий в выпускном патрубке линии 411 указанного конденсатора 403 и может рассчитывать указанный весовой расход указанного конденсатора 403. Указанный блок управления 400 может рассчитывать указанный весовой расход указанного конденсатора 403 с использованием разницы давлений между давлением холодильного агента в жидкой линии 411 и давлением холодильного агента в линии 431, идущей от указанного расширительного устройства 414 к указанному испарителю 415.

Общее количество холодильного агента в жидкой линии указанного конденсатора 403 может быть уточняться путем добавления массы холодильного агента, вытесненного указанным компрессором 421, и вычитания массы холодильного агента, который прошел через указанное расширительное устройство 414, из предыдущего рассчитанного количества холодильного агента в жидкой линии указанного конденсатора 403.

Указанный блок управления 400 управляет указанным клапаном 401 на основании массы холодильного агента, находящегося в жидкой линии 411 указанного конденсатора 403. В этом примере, указанная заданная величина составляет 15,60 грамм, а указанный блок управления 400 открывает и закрывает указанный клапан 401 для того, чтобы поддерживать количество холодильного агента в указанном конденсаторе вблизи 15,6 грамма.

Примеры и варианты осуществления, раскрытые в настоящем описании, приведены в иллюстративных целях, а не в качестве ограничения объема настоящего изобретения. Специалист в данной области техники способен сконструировать альтернативные варианты осуществления, которые не выходят за рамки формулы настоящего изобретения. Ссылочные обозначения, размещенные в скобках в формуле изобретения, не должны интерпретироваться как ограничивающие объем формулы настоящего изобретения. Детали, описанные как отдельные элементы в формуле изобретения или в описании, могут быть воплощены в виде единичного элемента аппаратного или программного элемента, комбинирующего признаки указанных описанных элементов.

Холодильная установка включает холодильный агент, компрессор (301), конденсатор (302), расширительное устройство (304) и испаритель (305), соединенные с возможностью перетекания жидкости с образованием цикла охлаждения. Управляемый клапан (303) сконфигурирован для управления потоком указанного холодильного агента от указанного конденсатора (302) к указанному испарителю (305). Датчик (330) сконфигурирован для измерения характеристики указанного холодильного агента. Блок управления (300) сконфигурирован для определения количества указанного холодильного агента, находящегося в части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор (302), и для управления управляемым клапаном (303) на основании указанного определенного количества указанного холодильного агента. Техническим результатом является повышение эффективности работы холодильной установки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Холодильная установка для охлаждения жидкости, содержащая: холодильный агент;

компрессор (301), конденсатор (302), расширительное устройство (304) и испаритель (305), соединенные с возможностью перетекания жидкости с образованием цикла охлаждения;

управляемый клапан (303), сконфигурированный для управления потоком указанного холодильного агента из указанного конденсатора (302) в указанный испаритель (305);

по меньшей мере один датчик (330), сконфигурированный для измерения характеристики указанного холодильного агента;

блок управления (300), сконфигурированный для получения от указанного по меньшей мере одного датчика информации об указанной измеренной характеристике, использования указанной информации для определения количества указанного холодильного агента, находящегося в части указанного цикла охлаждения, включающего указанный конденсатор (302), и управления управляемым клапаном (303) на основании указанного определенного количества указанного холодильного агента,

характеризующийся тем, что

указанный блок управления (300) дополнительно сконфигурирован для получения информации о мощности, при которой работает указанный компрессор (301), для дальнейшего определения указанного количества указанного холодильного агента на основании указанной информации о мощности, при которой работает указанный компрессор (301).

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанная характеристика включает по меньшей мере одно из температуры и давления.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один датчик содержит:

первый датчик (402, 404), сконфигурированный для измерения первой характеристики указанного холодильного агента в первой части указанного цикла охлаждения, где первая часть указанного цикла охлаждения является частью от выпускного патрубка указанного расширительного устройства (404) до впускного патрубка указанного компрессора (421), при этом первая часть включает указанный испаритель (415).

4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один датчик дополнительно содержит:

второй датчик (406, 408), сконфигурированный для измерения второй характеристики указанного холодильного агента во второй части указанного цикла охлаждения, где указанная вторая часть указанного цикла охлаждения является частью от выпускного патрубка указанного компрессора (421) до впускного патрубка указанного расширительного устройства (414), при этом вторая часть включает указанный конденсатор (403).

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанная информация содержит информацию о токе, потребляемом указанным компрессором (301), или о настройке указанного компрессора (301).

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный блок управления (300) сконфигурирован для расчета вытеснения холодильного агента посредством указанного компрессора (301) и пропускной способности холодильного агента через указанное расширительное устройство (304) и для расчета указанного количества холодильного агента в указанной части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, на основании указанного вытеснения и указанной пропускной способности.

7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что указанный блок управления (300) сконфигурирован расчета указанного вытеснения на основании массовой плотности указанного холодильного агента во всасывающем трубопроводе указанного компрессора (301), а рабочая мощность указанного компрессора выражается в вытесненном объеме в единицу времени.

8. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что указанный блок управления (300) сконфигурирован для расчета указанной пропускной способности на основании разницы между давлением холодильного агента, входящего в указанное расширительное устройство (304), и давлением холодильного агента, выходящего из указанного расширительного устройства (304).

9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный блок управления (300) сконфигурирован для управления открытием управляемого клапана (303) для осуществления потока указанного холодильного агента из указанного конденсатора (302) к указанному испарителю (305), если указанное количество холодильного агента в указанной части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор (302), превышает первое предварительно заданное пороговое значение, и для управления закрытием управляемого клапана (303) для предотвращения потока указанного холодильного агента из указанного конденсатора (302) к указанному испарителю (305), если указанное количество холодильного агента в указанной части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор (302), станет ниже второго предварительно заданного порогового значения.

10. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что указанный первый датчик (402, 404) сконфигурирован для измерения первой характеристики указанного холодильного агента внутри указанного испарителя (415) или в трубопроводе, идущем от указанного испарителя (415) к указанному компрессору (421), и при этом указанная установка дополнительно содержит третий датчик (420), сконфигурированный для измерения третьей характеристики указанного холодильного агента в трубопроводе, идущем от указанного расширительного устройства (414) к впускному патрубку (407) указанного испарителя (415);

при этом указанный блок управления (400) сконфигурирован для определения условия перегрева на основании указанной первой характеристики и указанной третьей характеристики, а также для управления управляемым клапаном (401) на основании указанного определенного условия перегрева.

11. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанная часть указанного цикла охлаждения, включающая указанный конденсатор (302), является частью, которая идет от выпускного патрубка указанного компрессора (301) к впускному патрубку указанного расширительного устройства (304) и включает указанный конденсатор (302).

12. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что управляемый клапан (303) является по меньшей мере частью указанного расширительного устройства (304).

13. Способ функционирования холодильной установки, включающий:

обеспечение холодильного агента;

обеспечение компрессора, конденсатора, расширительного устройства и испарителя, соединенных с возможностью перетекания жидкости с образованием цикла охлаждения;

обеспечение управляемого клапана, сконфигурированного для управления потоком указанного холодильного агента от указанного конденсатора к указанному испарителю;

обеспечение по меньшей мере одного датчика, сконфигурированного для измерения характеристики указанного холодильного агента;

использования измеренной характеристики для определения (506) количества указанного холодильного агента, находящегося в части указанного цикла охлаждения, включающей указанный конденсатор, и управление (507) управляемым клапаном на основании указанного определенного количества указанного холодильного агента,

характеризующийся тем, что

определение количества хладагента, хранящегося в части холодильного цикла, содержащего конденсатор, дополнительно основано на информации о производительности, на которой работает компрессор.