确定用于空调系统的冷却回路中制冷剂流体充注水平的方法、泄露检测模块和相关联的计算机程序技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定在用于车载空调系统的冷却回路(1)中的制冷剂流体的充注水平的方法，其中空调系统不同组件(2、3、4、5和10)中包含的气态和液态制冷剂流体的总量仅根据冷却回路的内部数据进行计算。该方法由车载空调系统冷却回路上的泄漏检测模块实施，泄漏检测模块包括用于测量回路(1)不同部分中制冷剂的物理特征的传感器(9、11、12、13和14)，和能够基于与冷却回路不同部件的几何和技术参数、所用制冷剂类型和所测得的制冷剂物理特征相对应的数据，计算包含在空调系统不同部件(2、3、4、5和10)中的制冷剂的充注水平的控制器(8)。5和10)中的制冷剂的充注水平的控制器(8)。5和10)中的制冷剂的充注水平的控制器(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定用于空调系统的冷却回路中制冷剂流体充注水平的方法、泄露检测模块和相关联的计算机程序


[0001]本专利技术涉及一种用于确定用于空调系统的冷却回路中的制冷剂的充注水平的方法。
[0002]本专利技术还涉及一种用于检测车载空调系统的冷却回路上的泄漏的方法和装置。
[0003]本专利技术特别适用于配备有空调系统的客运车辆，特别是轨道车辆或例如在城市地区的其他运输乘客的工具。

技术介绍

[0004]如今运输乘客的热条件已成为例如构成一列火车、有轨电车或地铁列车的车辆所提供的舒适度的一个重要标准。因此，除了产生的不适之外，供暖、通风和空调系统(通常由缩写词CVC定义)的故障可能导致列车无法行驶，从而导致运营商收入损失和乘客延误。CVC系统故障的主要原因之一与冷却回路的制冷剂泄漏有关。这些泄漏问题特别狡猾，因为直到气温升高时的夏季才会出现预兆信号。这些泄漏在环境成本和制冷剂成本方面的影响可能非常高。
[0005]在铁路设备领域，与制冷剂流泄漏检测相关的解决方案多种多样。这些已知的解决方案都是经验性的并且例如基于在蒸发器出口处泵送期间达到特定压力所需的时间或用室外温度测量过热温度。尽管如此，由于对诸如膨胀装置的补偿、各种风扇的速度、过滤器和热交换器的堵塞，或室内外温度和流体测量水平等大量参数进行了必要的补偿，其解决方案在精度方面的结果不是很好。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是通过提出一种确定在用于车载空调系统的冷却回路中制冷剂流体的充注水平的方法，其中包含在空调系统不同部件中的气态和液态制冷剂流体的总量仅根据冷却回路的内部数据确定，来解决这些问题并防止由于制冷剂流体泄漏引起的CVC系统故障。
[0007]仅使用冷却回路内部的数据而排除回路外部的数据来确定气态和液态制冷剂的总量，允许获得更精确的结果。因此，制冷剂流体泄漏的检测被改进了。
[0008]有利的是，在根据本专利技术确定制冷剂流体的充注水平的方法中所使用的回路内部数据是对应于冷却回路不同部件的几何和技术参数的数据，以及所用制冷剂类型的信息，以及在回路不同部分测量的对应于不同焓级的制冷剂流体物理数据。
[0009]优选的是，在确定制冷剂流体的充注水平的方法中与空调系统不同部件的几何和技术参数相对应的数据至少包括空调系统压缩机的热力学特性、所述压缩机的几何特性、空调系统蒸发器的内部几何特性、空调系统中冷凝器的内部几何特征、和/或所述空调系统液体管路的内部几何特征。
[0010]有利的是，在根据本专利技术确定制冷剂流体的充注水平的方法中，所测量的制冷剂
流体的物理数据至少包括压力测量值和温度测量值。
[0011]优选的是，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，制冷剂流体的压力测量值对应于所述空调系统的焓循环的高压和低压，和/或制冷剂温度测量值对应于所述焓循环的过热温度和过冷温度。
[0012]另外，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，压缩机供电电压的测量值被考虑在内以计算制冷剂流体的总充注量。
[0013]优选的是，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，压力/温度焓循环是通过考虑测量的过热和过冷温度以及测量的高压和低压来限定的。
[0014]另外，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，基于测得的过热和过冷温度、测得的高压和低压以及压缩机的供电电压和热力学特性，计算制冷剂流体的质量流速。
[0015]有利的是，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，基于所述压缩机的几何特征、制冷剂的质量流速和压力/温度焓循环计算气相制冷剂流体的量。
[0016]优选的是，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，基于所述空调系统液体管路的内部几何特征、制冷剂流体的质量流速，和压力/温度焓循环计算液相制冷剂流体的量。
[0017]有利的是，在根据本专利技术确定冷却回路充注水平的方法中，基于所述空调系统的蒸发器的内部几何特征、制冷剂的质量流速、和压力/温度焓循环，计算蒸发器处的液/气相制冷剂流体的量。
[0018]此外，在根据本专利技术确定冷却回路的总充注水平的方法中，冷凝器处的液/气相制冷剂的量可以基于所述空调系统的冷凝器的内部几何特征、制冷剂流体的质量流速、和压力/温度焓循环来计算。
[0019]有利的是，在确定冷却回路的总充注水平的方法中，冷却回路中包含的制冷剂流体总量由冷凝器和蒸发器处液相、气相和液/气相的制冷剂流体量之和获得。
[0020]在本专利技术的第二方面，提出了一种检测用于车载空调系统的冷却回路上的泄漏的方法，其包括以下步骤：根据以上定义的方法确定回路中制冷剂流体的总充注水平的步骤，定义制冷剂的额定充注水平的步骤，相对于额定充注水平分析计算出的总充注水平的步骤，以及推断空调系统功能性损失预报的步骤。
[0021]有利的是，根据本专利技术检测冷却回路上的泄漏的方法还包括通过无线电或总线通信装置将计算的总充注水平传输到地面分析装置的步骤。根据该方法，地面分析装置确保执行相对于总额定充注水平分析计算出的总充注水平，以及推断空调系统功能性损失的预报的步骤。
[0022]根据在本专利技术的第三方面，提供了在用于车载空调系统的冷却回路上的检测模块，其包括能够测量回路的不同部分中对应于不同焓级的制冷剂物理特征的传感器，以及能够根据上面定义的确定方法，基于与空调系统不同部件的几何和技术参数相对应的数据、所用制冷剂类型、以及由所述传感器产生并且代表在回路的不同部分测量的制冷剂的物理特征的信号，确定空调系统不同部件所含的制冷剂充注量水平的控制器。
[0023]优选的是，根据本专利技术的检测用于车载空调系统的冷却回路上的泄漏的检测模块另外还包括无线电或总线通信装置。该通信装置将由所述模块计算的制冷剂充注水平发送到地面分析装置。
[0024]另外，根据本专利技术的检测在用于车载空调系统的冷却回路上的泄漏的检测模块另外还可以包括能够测量空调系统压缩机的供电电压的电压传感器。
[0025]有利的是，在根据本专利技术的检测在车载空调系统的冷却回路上的泄漏的检测模块中，传感器包括至少两个温度传感器和/或至少两个压力传感器。
[0026]优选的是，在根据本专利技术的检测在用于车载空调系统的冷却回路上的泄漏的检测模块中，第一温度传感器位于车载空调系统的膨胀阀和冷凝器之间的冷却回路上，并能够测量回路的过冷温度，以及第二温度传感器位于车载空调系统的压缩机和蒸发器之间的回路上，并能够测量回路的过热温度。
[0027]另外，在根据本专利技术的检测在用于车载空调系统的冷却回路上的泄漏的检测模块中，传感器还可以包括位于车载空调系统的压缩机和冷凝器之间的冷却回路上、能够发送代表回路的高压的信号的至少一个第一压力传感器，和位于车载空调系统的压缩机和蒸发器之间的冷却回路上、能够发送代表回路的低压的信号的第二压力传感器。
[0028]优选的是，在根据本专利技术的检测在用于车载空调系统的冷却回路上的泄漏的检测模块中，用于测量回路不同部分中制冷剂物理特征的传感器是空调系统的传感器，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定用于车载空调系统的冷却回路(1)中制冷剂流体充注水平的方法，其中空调系统的不同部件中包含的气态和液态制冷剂流体的总量仅根据冷却回路内部数据来确定。2.根据权利要求1所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的制冷剂流体充注水平的方法，其特征在于所使用的回路内部数据是：
‑
与冷却回路的不同部件的几何和技术参数相对应的数据；
‑
有关所用制冷剂类型的信息；和
‑
在回路的不同部分测量的对应于不同焓级的制冷剂流体物理数据。3.根据权利要求2所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的制冷剂流体充注水平的方法，其中与空调系统的不同部件的几何和技术参数相对应的数据至少包括：
‑
所述空调系统的压缩机(2)的热力学特征；
‑
所述压缩机(2)的几何特征；
‑
所述空调系统的蒸发器(3)的内部几何特征；
‑
所述空调系统的冷凝器(4)的内部几何特征；和/或
‑
所述空调系统的液体管路(5)的内部几何特征。4.根据权利要求2和3中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路的充注水平的方法，其中被测制冷剂流体物理数据至少包括：
‑
压力测量值，和
‑
温度测量值。5.根据权利要求4所述的确定用于车载空调系统的冷却回路的充注水平的方法，其中：
‑
制冷剂流体的压力测量值对应于所述空调系统的焓循环的高压和低压；和/或
‑
制冷剂流体的温度测量值对应于所述焓循环的过热温度和过冷温度。6.根据前述权利要求中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的充注水平的方法，其中对所述压缩机(2)的供电电压的测量被考虑以确定压缩机的质量流速并因此确定制冷剂流体的总充注水平。7.根据权利要求5和6中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的充注水平的确定方法，其中压力/温度焓循环的定义考虑到：
‑
测得的过热和过冷温度，和
‑
测得的高压和低压。8.根据权利要求6和7中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的充注水平的方法，其中制冷剂流体的质量流速基于以下来计算：
‑
测得的过热和过冷温度，
‑
测得的高压和低压，和
‑
压缩机(2)的电源电压和热力学特征。9.根据权利要求8所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的充注水平的方法，其中气相制冷剂流体量基于以下来计算：
‑
所述压缩机(2)的几何特征，
‑
制冷剂流体的质量流速，和
‑
压力/温度焓循环。
10.根据权利要求8和9中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的充注水平的方法，其中液相制冷剂流体量基于以下来计算：
‑
所述空调系统的液体管路(5)的内部几何特征，
‑
制冷剂流体的质量流速，和
‑
压力/温度焓循环。11.根据权利要求8至10中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的总充注水平的方法，其中蒸发器(3)处的液/气相制冷剂流体量基于以下来计算：
‑
所述空调系统的蒸发器(3)的内部几何特征，
‑
制冷剂流体的质量流速，和
‑
压力/温度焓循环。12.根据权利要求8至11中任一项所述的确定用于车载空调系统的冷却回路(1)的总充注水平的方法，其中冷凝器(4)处的液/气相制冷剂流体量基于以下来计算：
‑
所述空调系统的冷凝器(4)的内部几何特征，
‑
制冷剂流体的质量流速，和
‑
压力/温度焓循环。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：法维莱运输NSF公司，
类型：发明
国别省市：